PWM波形生成原理

pwm波形发生的原理PWM波形发生的原理PWM波形是一种特殊的波形，其全称为Pulse Width Modulation（脉宽调制），是一种控制电子设备的方式。

它的原理是通过调节波形的占空比来实现对设备的控制。

PWM波形广泛应用于电子行业中的各种设备，如电机控制、照明灯光、电源管理等领域。

PWM波形的发生原理是利用计数器和比较器实现。

在PWM波形的发生中，计数器会根据系统时钟进行计数，当计数器的值和预设值相等时，比较器会发出一个高电平信号，从而控制输出端口的电平状态。

在PWM波形发生中，占空比是一个非常重要的参数。

占空比是指PWM波形中高电平所占的时间比例。

例如，50%的占空比表示高电平和低电平的时间各占一半。

占空比越大，输出电压的平均值也就越高，反之亦然。

在实际应用中，PWM波形常常用于调节电机的转速。

电机的转速与电压的大小成正比，因此可以通过PWM波形的占空比来控制电机的转速。

当PWM波形的占空比增大时，输出电压的平均值也会增大，从而提高电机的转速。

反之，当PWM波形的占空比减小时，输出电压的平均值也会减小，从而降低电机的转速。

除了控制电机的转速外，PWM波形还可以用于LED灯的调光。

LED灯的亮度与电流的大小成正比，因此可以通过PWM波形的占空比来控制LED灯的亮度。

当PWM波形的占空比增大时，输出电流的平均值也会增大，从而提高LED灯的亮度。

反之，当PWM波形的占空比减小时，输出电流的平均值也会减小，从而降低LED灯的亮度。

PWM波形的发生原理是通过计数器和比较器来实现对电子设备的控制。

占空比是PWM波形中一个重要的参数，可以用于控制电机的转速和LED灯的亮度等。

在实际应用中，PWM波形广泛应用于各种电子设备中，为电子行业的发展做出了重要贡献。

PIＤ功能详解一、PID控制简介PID( Propｏｒｔionａl ＩntegraｌDerｉｖativｅ)控制就是最早发展起来得控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好与可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型得确定性控制系统、在工程实际中,应用最为广泛得调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称ＰID控制,又称PID调节,它实际上就是一种算法。

PＩD控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制得主要技术之一。

当被控对象得结构与参数不能完全掌握,或得不到精确得数学模型时,控制理论得其它技术难以采用时,系统控制器得结构与参数必须依靠经验与现场调试来确定,这时应用PＩD控制技术最为方便。

即当我们不完全了解一个系统与被控对象,或不能通过有效得测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术、PＩD控制,实际中也有PI与PＤ控制。

PID控制器就就是根据系统得误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制得。

从信号变换得角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合、PＩD调节器得适用范围:PＩD调节控制就是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同得现场,仅仅就是ＰＩD参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好得效果、均可以达到０。

1％,甚至更高得控制要求。

PID控制得不足1、在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确得数学模型,常规得PID控制器不能达到理想得控制效果;2、在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂得困扰,常规PＩD控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况得适应能力很差。

ﻫ二、PＩD控制器各校正环节任何闭环控制系统得首要任务就是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)得响应命令。

PID调整得主要工作就就是如何实现这一任务。

增大比例系数P 将加快系统得响应,它得作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想得数值,不良得结果就是虽较能有效得克服扰动得影响,但有余差出现,过大得比例系数会使系统有比较大得超调,并产生振荡,使稳定性变坏、积分能在比例得基础上消除余差,它能对稳定后有累积误差得系统进行误差修整,减小稳态误差、微分具有超前作用,对于具有容量滞后得控制通道,引入微分参与控制,在微分项设置得当得情况下,对于提高系统得动态性能指标,有着显著效果,它可以使系统超调量减小,稳定性增加,动态误差减小。

脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)技术在电力电子领域的应用极其广泛。

PWM模式是决定逆变器输出电压特性的根本。

性能优越的PWM模式可以使逆变器具有良好的输出特性。

由傅里叶分析可知，不对称波形会带来大量低次谐波、偶次谐波以及余弦项。

因此PWM脉冲波形的对称性对输出特性有很大影响。

PWM的实现方法一般有两种：比较法和计算法。

随着数字技术的迅速发展和计算机功能的提高，计算法以其方便灵活的特点成为PWM实现方法的主流。

采用计算法实现PWM时，按照每个载波周期内调制波的取法，可以分为规则采样PWM和自然采样PWM。

其中，采用规则采样法，计算简单，占用系统软件资源较少，因而应用比较广泛；但是由规则采样法计算出的PWM 波形，在系统载波频率较低时，输出精度差，并且在计算时需要通过查表确定计算结果，所以并不能保证其波形的对称性，谐波含量也会因为波形的不对称而增加。

对于调制类PWM，有三种方式：同步调制，异步调制，分段同步调制三种方式。

同步调制虽然可以在调制波频率变化的所有范围内，载波与调制波的相位相同， PWM波形一直保持对称，输出谐波的低次谐波可以得到消除。

但是在载波频率变化范围大时，电力电子器件的开关频率变化范围大，在低频时，将给系统引入大量较低频率的谐波。

异步调制的优点在于载波频率在调速过程中载波不变，高次谐波对系统的影响基本固定，可以弥补同步调制的缺点。

但是异步调制无法在大部分频率点上都保证调制波与载波相位相对的固定，出现不对称波形，会给系统引入大量的低次谐波、偶次谐波和余弦项。

分段同步调制可以综合以上两种方式的优点，但在波比切换时可能出现电压突变，甚至震荡。

基于以上理论，本文提出一种新的PWM算法，可以在异步调制下，使PWM波形在T／2周期内始终保持关于T／4 周期的完全对称。

1 PWM算法原理在用数字化控制技术产生PWM脉冲时，三角载波实际上是不存在的，完全由软件及硬件定时器代替，图1为三角载波的产生原理(Ttimer为定时器的值)用阶梯波代替模拟三角波。

三电平逆变器pwm驱动波形下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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pwm波形发生的基本原理PWM波形发生的基本原理PWM（脉宽调制）是一种用于生成脉冲波形的技术。

其基本原理是通过对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，这些脉冲可以代替正弦波或所需要的波形。

一、PWM控制的基本原理PWM控制的基本原理是通过控制逆变电路开关器件的通断，使得输出端得到一系列幅值相等的脉冲。

这些脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。

在PWM控制中，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

这种调制方式使得PWM波形具有高精度、高稳定性和高可靠性。

二、PWM波形的生成PWM波形的生成通常需要以下几个步骤：1.产生参考信号：参考信号是一个与所需波形（如正弦波）相对应的信号。

这个信号可以是模拟信号或数字信号。

2.比较器：比较器用于比较参考信号和锯齿波信号。

当参考信号的值高于锯齿波信号时，比较器输出高电平；当参考信号的值低于锯齿波信号时，比较器输出低电平。

3.开关器件：根据比较器的输出，开关器件进行通断控制。

当比较器输出高电平时，开关器件导通；当比较器输出低电平时，开关器件断开。

4.滤波器：滤波器用于平滑PWM波形的输出，以减少谐波成分。

三、PWM波形的优点PWM波形具有以下优点：1.高精度：由于PWM波形的幅值相等，因此可以实现高精度的电压和频率控制。

2.高稳定性：PWM波形的输出不受温度、电压等环境因素的影响，因此具有高稳定性。

3.低噪声：由于PWM波形的脉冲宽度相等，因此具有较低的噪声。

4.易于数字化：PWM波形可以通过数字信号处理器（DSP）等数字器件实现，因此易于数字化。

四、PWM波形的应用PWM波形广泛应用于各种电子设备中，如电机控制、电源转换、音频放大等。

在电机控制中，PWM波形可以用于控制电机的速度和方向；在电源转换中，PWM波形可以用于实现高效的电能转换；在音频放大中，PWM波形可以用于产生高质量的音频信号。

pwm波产生的原理一、引言脉冲宽度调制（PWM）是一种用于控制电子设备的方法，它通过改变信号的占空比来控制输出电压或电流。

PWM波产生的原理是基于时间间隔和占空比的变化来实现对输出信号的精确控制。

在本文中，我们将深入探讨PWM波产生的原理及其应用。

二、PWM波概述PWM波是一种周期性方波信号，其周期为T，占空比为Duty Cycle （DC）。

在一个完整的周期内，PWM波由两个状态组成：高电平和低电平。

高电平持续时间为TDuty Cycle*T，低电平持续时间为(1-Duty Cycle)*T。

三、产生PWM波的方法1.模拟方式模拟方式是最早也是最简单的产生PWM波形的方法。

这种方法使用一个可变电阻器和一个稳压器构成一个简单的反馈环路，通过调节可变电阻器来改变反馈电压从而改变输出信号占空比。

这种方法具有简单易行、成本低廉等优点，但存在精度不高、受环境干扰大等缺点。

2.数字方式数字方式是现代产生PWM波形最常用也最有效率的方法。

它使用微控制器或FPGA等数字电路来产生PWM波形，具有精度高、稳定性好、灵活性强等优点。

数字方式产生PWM波形的核心是计数器，通过计数器的计数值和设定值之间的比较来确定输出信号的占空比。

四、PWM波的应用1.电机控制PWM波可用于直流电机和交流电机的控制。

在直流电机中，PWM波可以改变电机绕组中通入电流的方向和大小，从而控制电机转速和方向。

在交流电机中，PWM波可以通过变频器将交流电源转换为直流电源，并通过调节占空比来改变输出频率和幅值。

2.LED调光LED灯具常常使用PWM波进行调光。

通过改变PWM波形信号的占空比，可以改变LED灯具输出光线强度，实现亮度调节。

3.音频放大器PWM波也可用于音频放大器中。

将音频信号与高频三角波进行比较后得到一个模拟信号，然后经过滤波后得到原始音频信号。

五、总结本文深入探讨了PWM波产生的原理及其应用。

从模拟方式到数字方式再到应用领域，我们了解到了PWM波的基本概念和产生方法，以及其在电机控制、LED调光和音频放大器等领域中的应用。

PID功能详解一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，它实际上是一种算法。

PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。

即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。

PID控制，实际中也有PI和PD控制。

PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

从信号变换的角度而言，超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。

PID调节器的适用范围：PID调节控制是一个传统控制方法，它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。

均可以达到0.1%，甚至更高的控制要求。

PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定，难以建立精确的数学模型，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果；2. 在实际生产现场中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳，对运行工况的适应能力很差。

二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳（稳定）、快（快速）、准（准确）的响应命令。

PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。

增大比例系数P 将加快系统的响应，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现，过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。

PWM X PWM X+1（高有效）图1 利用比较单元和PWM 电路产生的对称PWM 波形一般SPWM 波形的产生有以下几种方法：自然采样法、等效面积法、规则采样法、低次谐波消去法等。

1. 对称规则采样法对称规则采样法是从自然采样法演变而来的，它由经过采样的正弦波（实际上是阶梯波）与三角波相交，由交点得出脉冲宽度。

这种方法只在三角波的顶点或底点位置对正弦波采样而形成阶梯波。

对称规则采样法原理图如图2所示。

若以单位量1代表三角载波的幅值Uc ，则正弦调制波的幅值Ur 就是调制比a 。

图中的三角波和正弦波都是经过向上平移单位量1得到的，与过横坐标轴得到的结果一致。

利用底点采样，根据相似三角形原理，可得如下关系式：2/T c 22/t sin a 1D =δω+ （1） 式中：a 是调制比，1a 0<≤；ω为正弦信号波角频率；D t 为在三角波的负峰对正弦信号波的采样时刻；δ是A 相开通时刻脉冲宽度；Tc 为三角波载波周期。

因此可得A 相开通时刻的脉冲宽度：2/)t sin a 1(Tc D ω+=δ （2）N /2)4/3k (t D π+=ω （k=0，1，2….N-1） （3）式中：N 为载波比，N /2π三角波周期Tc 所对应的弧度，K 为一个周期内采样计数值。

由以上分析得比较单元1的比较寄存器的值为（以A 相为例）：t T 2/PR 1T 1CMPR δ-= （t T 为EVA 通用定时器1的时钟周期） （4）2. 不对称规则采样法不对称规则采样法采用在每个载波周期采样两次，即在三角波的顶点位置采样，又在三角波的底点位置采样，这样形成的阶梯波与正弦波的逼近程度会大大提高。

不对称规则采样法生成SPWM 的原理图如图3所示。

根据相似三角形原理，可得如下关系式：2t sin a 12T 'A C ω+=δ， 4)t s i n a 1(T 'A C ω+=δ （5） 2t sin a 12TB Cω+=δ， 4)t s i n a 1(T B C ω+=δ （6） 式中：A t 为在三角波的正峰值对正弦信号波的采样时刻，B t 为在三角波的负峰值对正弦信号波的采样时刻；δ+δ'是A 相开通时刻脉冲宽度；Tc 为三角波载波周期。

pwm脉冲波形谐波
PWM（Pulse Width Modulation）是一种调制技术，通过调节信
号的脉冲宽度来实现对电路的控制。

PWM信号的波形是由一系列脉
冲组成的，每个脉冲的宽度可以根据控制信号的变化而调节。

这种
调制技术常用于电子设备中，例如直流电机的速度控制、LED灯的
亮度调节等。

脉冲宽度调制的波形通常是方波，即在一个周期内由高电平和
低电平组成的波形。

脉冲的宽度决定了高电平的持续时间，而周期
则决定了整个波形的重复频率。

在PWM波形中，脉冲的宽度随着控
制信号的变化而改变，从而实现对输出信号的精确控制。

谐波是指波形中频率是基波频率的整数倍的分量。

在PWM波形中，由于波形是由一系列脉冲组成的，因此会产生大量的谐波分量。

这些谐波分量会对电路产生干扰，因此在设计电子设备时需要考虑
如何滤除这些谐波分量，以确保输出信号的质量和稳定性。

从另一个角度来看，谐波也可以被利用。

在某些应用中，人们
可以通过控制PWM波形的谐波分量来实现特定的信号处理和调制，
例如在通信系统中的频谱扩展技术中就会利用到谐波的特性。

总的来说，PWM脉冲的波形谐波是一个复杂而重要的主题，涉及到信号调制、电路设计、信号处理等多个领域。

在实际应用中，需要综合考虑谐波对系统的影响，以及如何利用或抑制谐波分量来实现所需的功能。

pwm波形的生成方法
PWM波形的生成方法主要有以下几种：
1. 波形发生器产生PWM：最简单的方式是使用波形发生器，只需要在发生器上设置一下，就能轻易获取想要的PWM。

2. 单片机产生PWM：现在很多单片机都配置了能产生PWM的端口，或者通过单片机的端口进行模拟产生PWM，只需要通过编写一些程序，就能产生出想要的PWM。

3. 可编程逻辑器件产生PWM：以可编程的逻辑器件，如CPLD或FPGA为硬件基础，编写专用程序来产生PWM，这种方式产生的PWM频率、占空比比较准确。

4. 专用PWM芯片产生PWM信号：很多厂家都设计、生产了一些能产生PWM的芯片，使用这些芯片就能很方便产生PWM，也方便应用到产品设计中。

5. 比较式PWM：比较式PWM是最常见的PWM产生方法，它通过比较一个变量信号与一个固定的参考电平来生成PWM信号。

主要包括两个阶段：比较器输出与集成器输出。

比较器是比较式PWM的核心组成部分，由比较器和参考电压组成。

可以将模拟控制信号与一个固定的电压（参考电压）进行比较，从而生成PWM信号。

集成器是比较式PWM的后级，它将比较器输出的脉冲信号进行整形，生成PWM波形。

如果将比较式PWM与单片机
相结合，可以使用定时器/计数器来生成PWM波形。

通过定时器/计数器的控制，可以改变PWM的频率和占空比。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM全称为Space Vector Pulse Width Modulation，是一种用于交流电驱动的脉宽调制技术。

它通过对电压波形进行合适的调制，实现对交流电驱动变频器输出电压的精确控制。

以下是SVPWM的原理及法则推导和控制算法的详解。

1.原始正弦信号：首先，将三相交流电压信号转化为矢量信号表示。

当输入的三相正弦信号为：$$v_a=v_m\sin(\Omega t)$$$$v_b=v_m\sin(\Omega t - \frac{2\pi}{3})$$$$v_c=v_m\sin(\Omega t + \frac{2\pi}{3})$$其中，$v_m$为幅值，$\Omega$为频率，t为时间。

2.空间矢量表示：将交流信号的三相信号进行矩阵变换，转化为空间矢量表示，例如：$$V_s=\frac{2}{3}\begin{pmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}\\ 0 & \sqrt{3}/2 & -\sqrt{3}/2\end{pmatrix}\begin{pmatrix} v_a\\ v_b\\ v_c \end{pmatrix}$$其中，$V_s$表示空间矢量表示。

3.空间矢量模量：空间矢量模量的大小表示输出电压的幅值，可以通过以下公式计算：$$V=\sqrt{V_s^2}=\sqrt{V_a^2 + V_b^2 + V_c^2}$$4.空间矢量相位：空间矢量相位表示输出电压的相位位置，可以通过以下公式计算：$$\theta=\tan^{-1}(\frac{V_b}{V_a})$$5.确定电压矢量分量：根据设定的输出电压幅值和相位，可以计算出两个主要输出电压分量$V_d$和$V_q$，分别代表感应电机电流的直流成分和交流成分。

6.电压矢量分解：通过将输出电压分解为两个主要分量$V_d$和$V_q$，可以表示为：$$V_d=V_s\cos(\theta - \gamma)$$$$V_q=V_s\sin(\theta - \gamma)$$其中，$V_s$为空间矢量模量，$\theta$为空间矢量相位，$\gamma$为极坐标相角，用来调整电压波形的对称性。

PID功能详解及PWM波的产生和PWM波形生成原理PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常用的控制算法，用于实现闭环控制系统对于目标物理量的精确控制。

它通过不断地调整输出信号，使被控制系统的输出值与期望值尽可能接近，从而达到控制的目的。

PID控制算法结构中包括三个部分：- 比例控制器（Proportional Controller）：根据误差的大小，输出与误差成正比的控制量。

一般来说，误差越大，控制量越大。

误差是指实际值与期望值之间的差异。

- 积分控制器（Integral Controller）：根据误差的累积量（积分），输出与误差积分值成正比的控制量。

积分控制器主要用于消除系统存在的静态误差，即系统在长时间内不能达到期望值的情况。

- 微分控制器（Derivative Controller）：根据误差的变化速度（微分），输出与误差微分值成正比的控制量。

微分控制器主要用于抑制系统对于快速变化的扰动的响应，提高系统的响应速度和稳定性。

PID控制算法的核心思想是通过不断地调整输出信号，使系统的误差尽可能接近零。

误差越小，控制量越小，系统的输出值越接近期望值。

当系统的输出值与期望值一致时，控制器停止调节，系统达到稳定状态。

PWM（Pulse Width Modulation）是一种调制技术，用于产生模拟信号。

PWM信号通过不同占空比的脉冲信号来表示模拟信号的变化。

占空比是指脉冲信号高电平时间与一个周期的比值。

PWM波的周期和占空比可以调节，从而可以实现对模拟信号的精确控制。

PWM波的产生和PWM波形生成原理如下：1.选择一个固定的周期（T）和分辨率（分辨率决定了占空比的精度），一般情况下周期可以选择一个固定值，分辨率可以通过寄存器来设置。

2. 设定一个目标输出值，该值决定了脉冲信号的高电平时间（T_on）和低电平时间（T_off）。

3.根据目标输出值和系统的输出值，计算出误差值。

马鞍波pwm的基本原理小伙伴，今天咱们来唠唠马鞍波PWM（脉冲宽度调制）的基本原理，这可是个超有趣的东西呢！你知道吗，PWM就像是一个超级灵活的小魔法师，在电路的世界里变着各种各样的魔法。

那马鞍波PWM呢，它有自己独特的一套魔法咒语。

想象一下，我们有一个电源，它就像一个能量宝库。

但是呢，这个宝库的能量不能一股脑儿地全给出去，得按照一定的规则来分配。

这时候，马鞍波PWM就登场啦。

马鞍波之所以叫马鞍波，是因为它的波形看起来像个马鞍子呢。

这个波形是怎么产生的呢？其实是通过一些数学计算和电路的巧妙设计。

在这个波形里，有高电平和低电平交替出现。

高电平就像是打开能量宝库的大门，让电流哗哗地流出去；低电平呢，就像是把大门关上，电流就只能在里面等着。

那这个高低电平的交替是怎么控制的呢？这就是PWM的关键啦。

比如说，我们想要控制一个电机的转速。

如果我们让高电平持续的时间长一些，低电平持续的时间短一些，就好像是给电机吃了很多能量，它就会转得快快的。

相反，如果高电平时间短，低电平时间长，电机就像没吃饱饭一样，转得慢慢的。

而且哦，马鞍波PWM还有一个很厉害的地方。

它可以让输出的电压或者电流变得很平滑。

你看，要是没有这个聪明的办法，电流就会像个调皮的小怪兽，一会儿大一会儿小，这样对电器设备可不好啦。

马鞍波PWM就像一个温柔的驯兽师，把这个小怪兽驯得服服帖帖的，让电流乖乖地按照我们想要的方式变化。

从电路的角度来说呢，它里面有一些特殊的芯片或者电路模块在起作用。

这些小模块就像一群勤劳的小工匠，按照既定的规则制造出马鞍波PWM的波形。

它们时刻关注着我们设定的参数，比如说想要的电压大小、频率之类的。

再打个比方吧，马鞍波PWM就像一个厨师在做菜。

电源是食材，而PWM就是厨师的烹饪手法。

不同的烹饪手法（也就是不同的PWM设置），就能做出不同口味（不同输出效果）的菜（电压或者电流的输出）。

这个马鞍波的形状就像是厨师独特的菜谱，按照这个菜谱来操作，就能让最后的成品（输出给电器设备的能量）达到最佳的效果。

单片机pwm波形生成方法Pulse width modulation (PWM) is a widely used method for generating analog waveforms using digital signals. It is commonly used in microcontroller-based applications such as controlling the speed of motor and LED brightness. PWM波形生成是利用数字信号生成模拟波形的一种常用方法。

它通常用于微控制器应用中，比如控制电机的速度和LED的亮度。

One of the main advantages of using PWM is its ability to control the power supplied to electrical devices, thus providing efficiency and flexibility in various applications. 使用PWM的主要优点之一是它能够控制供电给电器设备的功率，从而在各种应用中提供效率和灵活性。

One way to generate a PWM waveform is by using a timer/counter in the microcontroller. The timer/counter is programmed to count up to a specific value and then reset. During the counting process, the output at the timer/counter pin is high, and when the count is reset, the output goes low. 生成PWM波形的一种方法是利用微控制器中的定时器/计数器。

三相直流无刷电机pwm工作波形三相直流无刷电机PWM工作波形。

三相直流无刷电机（BLDC）是一种常用于工业和家用电器中的电机类型，它采用PWM（脉冲宽度调制）技术来控制电机的转速和方向。

PWM工作波形是指在BLDC电机控制中使用的一种特定的电压波形，它通过调节电压的占空比来控制电机的转速和扭矩。

在三相BLDC电机中，通常使用六个功率晶体管（MOSFET）来控制电机的三个相。

通过交替地打开和关闭这些晶体管，可以在电机的每个相之间创建一个PWM波形，从而控制电机的转速和方向。

在PWM工作波形中，电压的占空比决定了电机的输出功率。

当PWM波形的占空比增加时，电机的输出功率也会增加，从而提高电机的转速。

相反，当PWM波形的占空比减小时，电机的输出功率也会减小，从而降低电机的转速。

此外，通过改变PWM波形的频率，也可以对电机的性能进行调节。

较高的PWM频率通常会导致电机运行更平稳，但也会增加功率损耗。

而较低的PWM频率则可能会导致电机产生噪音和震动，但可
以减少功率损耗。

总之，PWM工作波形在三相直流无刷电机的控制中起着至关重要的作用，它通过调节电压的占空比和频率来实现对电机转速和扭矩的精确控制，从而满足不同应用场景下的需求。

pwm波形发生的基本原理PWM（脉宽调制）是一种基于数字信号的调制技术，常用于数字电路中。

PWM波形发生的基本原理是根据输入信号的幅值和频率信息，通过调整信号脉冲的宽度来控制输出信号的幅度，从而实现数字信号的模拟控制。

PWM波形发生的基本原理可以分为以下几个方面：首先，PWM波形发生需要一个参考信号或者调整器来确定输出信号的频率。

参考信号可以是一个固定频率的时钟，也可以是外部提供的输入信号。

调整器则通过调整参考信号的频率来控制输出信号的频率。

当参考信号的频率增加时，输出信号的频率也会相应增加；当参考信号的频率减小时，输出信号的频率也会相应减小。

其次，PWM波形发生需要一个比较器来比较参考信号和输出信号的幅度。

比较器通常采用一个可调的阈值电压作为判断标准，当输出信号的幅值大于阈值电压时，输出信号为高电平；当输出信号的幅值小于阈值电压时，输出信号为低电平。

比较器可以根据输入信号的幅值波动来调整输出信号的幅度。

比如，当输入信号的幅值较大时，输出信号的脉冲宽度可以增加，从而使输出信号的平均幅度增大；当输入信号的幅值较小时，输出信号的脉冲宽度可以减小，从而使输出信号的平均幅度减小。

再次，PWM波形发生需要一个计数器来决定输出信号的脉冲宽度。

计数器通常用来记录参考信号脉冲的周期，每当计数器达到设定的值时，输出信号的脉冲宽度就会发生一次变化。

例如，当计数器的值小于50%时，输出信号的脉冲宽度为高电平；当计数器的值大于50%时，输出信号的脉冲宽度为低电平。

通过调整计数器的初始值和最大值，可以实现输出信号的脉冲宽度的变化。

最后，PWM波形发生还需要一个输出缓冲器来缓冲和放大输出信号。

输出缓冲器通常是一个运算放大器，能够将逻辑电平的信号转换为模拟电平的信号。

通过调整输出缓冲器的放大倍数，可以进一步控制输出信号的幅度。

输出缓冲器可以将PWM波形发生电路的输出信号连接到外部电路中，实现对外部设备的控制。

综上所述，PWM波形发生的基本原理是通过参考信号、比较器、计数器和输出缓冲器等组成的电路，根据输入信号的幅值和频率信息，通过调整信号脉冲的宽度来控制输出信号的幅度。

1.1、PWM 原理与DSC 实现算法1.1.1、PWM 原理脉冲宽度调制（PWM ，Pulse Width Modulation ）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。

PWM 技术在逆变电路中应用最为广泛，对逆变电路的影响最为深刻，PWM 控制技术有赖于在逆变电路中的应用，才发展成熟，才确定了在电力电子技术中的重要地位。

在采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。

冲量是指窄脉冲的面积，效果基本相同是说环节的输出响应波形基本相同。

如果把各输出波形用傅里叶变换分析，其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

这种原理称之为面积等效原理，是PWM 控制技术的重要理论基础。

下面分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦波。

图1、SPWM 原理把图1中的正弦波分成2N 等份，就可以把正弦波看成是由2N 个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于N，但幅值不相等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲和相应的正弦波部分的中心重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就可以得到如图1所示的脉冲序列，这就是PWM 波形。

根据面积等效原理，PWM 波形与正弦波是等效的。

像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形，也称SPWM （Sinusoidal PSM ）波形。

要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同一比例系数改变上述脉冲的宽度即可。

根据PWM控制的基本原理，如果给出逆变电路的正弦波输出频率、幅值和一个周期内的脉冲数，PWM波形中各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。

按照计算结果控制开关器件的通断，就可以得到需要的PWM波形。

这种方法称之为计算法。

与计算法对应的是调试法，即把希望输出的波形作为调制信号，把接受调试的信号作为载波，通过信号波的调制得到所希望的PWM波形。

PID功能详细讲解及PWM波的产生和PWM波形生成原理PID（Proportional Integral Derivative）是一种常见的控制算法，用于调节系统的输出，使其尽可能接近期望的参考值。

PID算法根据系统的实际输出与期望参考值之间的误差，以及过去的积分误差和未来的变化趋势进行计算，生成控制信号来调节系统的输出。

PID算法的核心是三个控制参数：比例系数(Kp)、积分时间(Ti)和微分时间(Td)。

这些参数用来调节处理误差的比例、积分和微分作用的强弱。

下面对PID算法的三个部分进行详细解释：1.比例控制(P):比例系数(Kp)用于将误差与输出信号直接相关联。

较大的Kp会使输出信号更敏感，但可能导致系统出现过冲和振荡；较小的Kp则会使输出信号过于缓慢而不能及时响应变化。

2.积分控制(I):积分时间(Ti)用于对积分误差进行补偿。

积分误差是过去时间内误差的累计值，它指示了系统在一段时间内的误差总和。

通过积分控制，可以消除瞬时误差和稳态误差，但如果积分时间过长，系统可能会出现超调或超过目标值。

3.微分控制(D):微分时间(Td)用于预测误差随时间的变化趋势。

微分控制可以减少系统的过冲和振荡，提高系统的稳定性。

但如果微分时间设置过大，系统可能出现震荡。

PWM（Pulse Width Modulation）是一种调制技术，用于产生特定的电信号，其特点是通过改变信号的占空比来控制平均功率传输。

PWM波形是一个周期性的方波信号，由高电平和低电平组成。

PWM波形生成原理如下：1.设置一个固定频率的计时器，用于确定周期性波形的周期。

2.设置一个计数器，用于计算高电平的持续时间。

3.将参考值与计数器进行比较，并根据比较结果设置输出信号的电平。

4.当计时器的值小于参考值时，设置输出信号为高电平，否则设置输出信号为低电平。

5.每当计数器的值等于周期性波形的周期时，将计数器复位，以便重新开始新的周期。

通过改变参考值和周期性波形的周期，可以调节PWM波形的占空比。

PID功能详解一、PID控制简介PID Proportional Integral Derivative控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统;在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法;PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一;当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便;即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID 控制技术;PID控制,实际中也有PI和PD控制;PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的;从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合;PID调节器的适用范围：PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果;均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求;PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果；2. 在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差;二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳稳定、快快速、准准确的响应命令;PID 调整的主要工作就是如何实现这一任务;增大比例系数P 将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏;积分能在比例的基础上消除余差,它能对稳定后有累积误差的系统进行误差修整,减小稳态误差;微分具有超前作用,对于具有容量滞后的控制通道,引入微分参与控制,在微分项设置得当的情况下,对于提高系统的动态性能指标,有着显著效果,它可以使系统超调量减小,稳定性增加,动态误差减小;综上所述,P—比例控制系统的响应快速性,快速作用于输出,好比"现在"现在就起作用,快,I—积分控制系统的准确性,消除过去的累积误差,好比"过去"清除过去积怨,回到准确轨道,D—微分控制系统的稳定性,具有超前控制作用,好比"未来"放眼未来,未雨绸缪,稳定才能发展;当然这个结论也不可一概而论,只是想让初学者更加快速的理解PID的作用;在调整的时候,你所要做的任务就是在系统结构允许的情况下,在这三个参数之间权衡调整,达到最佳控制效果,实现稳快准的控制特点;比例控制可快速、及时、按比例调节偏差,提高控制灵敏度,但有静差,控制精度低;积分控制能消除偏差,提高控制精度、改善稳态性能,但易引起震荡,造成超调;微分控制是一种超前控制,能调节系统速度、减小超调量、提高稳定性,但其时间常数过大会引入干扰、系统冲击大,过小则调节周期长、效果不显著;比例、积分、微分控制相互配合,合理选择PID调节器的参数,即比例系数KP、积分时间常数τi和微分时间常数τD,可迅速、准确、平稳的消除偏差,达到良好的控制效果;1. 比例环节成比例地反映控制系统的偏差信号et,偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减小偏差;当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差Steady-state error;P参数越小比例作用越强,动态响应越快,消除误差的能力越强;但实际系统是有惯性的,控制输出变化后,实际yt值变化还需等待一段时间才会缓慢变化; 由于实际系统是有惯性的,比例作用不宜太强,比例作用太强会引起系统振荡不稳定;P参数的大小应在以上定量计算的基础上根据系统响应情况,现场调试决定, 通常将P参数由大向小调,以能达到最快响应又无超调或无大的超调为最佳参数;优点:调整系统的开环比例系数,提高系统的稳态精度,减低系统的惰性,加快响应速度;缺点:仅用P控制器,过大的开环比例系数不仅会使系统的超调量增大,而且会使系统稳定裕度变小,甚至不稳定;2. 积分环节控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系;主要用于消除静差,提高系统的无差度;积分作用的强弱取决于积分时间常数T,T越大,积分作用越弱,反之则越强;为什么要引进积分作用比例作用的输出与误差的大小成正比,误差越大,输出越大,误差越小,输出越小,误差为零,输出为零;由于没有误差时输出为零,因此比例调节不可能完全消除误差,不可能使被控的PV值达到给定值;必须存在一个稳定的误差,以维持一个稳定的输出,才能使系统的PV值保持稳定;这就是通常所说的比例作用是有差调节,是有静差的,加强比例作用只能减少静差,不能消除静差静差：即静态误差,也称稳态误差;为了消除静差必须引入积分作用,积分作用可以消除静差,以使被控的yt值最后与给定值一致;引进积分作用的目的也就是为了消除静差,使yt值达到给定值,并保持一致;积分作用消除静差的原理是,只要有误差存在,就对误差进行积分,使输出继续增大或减小,一直到误差为零,积分停止,输出不再变化,系统的PV值保持稳定,yt值等于ut值,达到无差调节的效果;但由于实际系统是有惯性的,输出变化后,yt值不会马上变化,须等待一段时间才缓慢变化,因此积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配,惯性大、积分作用就应该弱,积分时间I就应该大些,反之而然;如果积分作用太强,积分输出变化过快,就会引起积分过头的现象,产生积分超调和振荡;通常I参数也是由大往小调,即积分作用由小往大调,观察系统响应以能达到快速消除误差,达到给定值,又不引起振荡为准;对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统System with Steady-state Error;为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”;积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大;这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零;因此,比例+积分PI控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差;PI控制器不但保持了积分控制器消除稳态误差的“记忆功能”,而且克服了单独使用积分控制消除误差时反应不灵敏的缺点;优点：消除稳态误差;缺点：积分控制器的加入会影响系统的稳定性,使系统的稳定裕度减小;3. 微分环节反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间;在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分即误差的变化率成正比关系;为什么要引进微分作用前面已经分析过,不论比例调节作用,还是积分调节作用都是建立在产生误差后才进行调节以消除误差,都是事后调节,因此这种调节对稳态来说是无差的,对动态来说肯定是有差的,因为对于负载变化或给定值变化所产生的扰动,必须等待产生误差以后,然后再来慢慢调节予以消除;但一般的控制系统,不仅对稳定控制有要求,而且对动态指标也有要求,通常都要求负载变化或给定调整等引起扰动后,恢复到稳态的速度要快,因此光有比例和积分调节作用还不能完全满足要求,必须引入微分作用;比例作用和积分作用是事后调节即发生误差后才进行调节,而微分作用则是事前预防控制,即一发现 yt有变大或变小的趋势,马上就输出一个阻止其变化的控制信号,以防止出现过冲或超调等;D越大,微分作用越强,D越小,微分作用越弱;系统调试时通常把D从小往大调,具体参数由试验决定;如：由于给定值调整或负载扰动引起yt变化,比例作用和微分作用一定等到yt值变化后才进行调节,并且误差小时,产生的比例和积分调节作用也小, 纠正误差的能力也小,误差大时,产生的比例和积分作用才增大;因为是事后调节动态指标不会很理想;而微分作用可以在产生误差之前一发现有产生误差的趋势就开始调节,是提前控制,所以及时性更好,可以最大限度地减少动态误差,使整体效果更好;但微分作用只能作为比例和积分控制的一种补充,不能起主导作用,微分作用不能太强,太强也会引起系统不稳定,产生振荡,微分作用只能在P和I调好后再由小往大调,一点一点试着加上去;自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳;其原因是由于存在有较大惯性组件环节或有滞后delay组件,具有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化;解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零;这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势;这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调;所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分PD控制器能改善系统在调节过程中的动态特性;PD控制只在动态过程中才起作用,对恒定稳态情况起阻断作用;因此,微分控制在任何情况下都不能单独使用;优点：使系统的响应速度变快,超调减小,振荡减轻,对动态过程有“预测”作用;在低频段,主要是PI控制规律起作用,提高系统型别,消除或减少稳态误差；在中高频段主要是PD规律起作用,增大截止频率和相角裕度,提高响应速度;因此,控制器可以全面地提高系统的控制性能;三、PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容;它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小;PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类：1. 理论计算整定法它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数;这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改;2. 工程整定方法它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用;PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法;三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定;但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数, 都需要在实际运行中进行最后调整与完善;现在一般采用的是临界比例法;利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：1首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；2仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；3在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数;PID调试一般原则a.在输出不振荡时,增大比例增益P;b.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti;c.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td;PID调试一般步骤a. 确定比例增益P确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0具体见PID的参数设定说明,使PID为纯比例调节;输入设定为系统允许的最大值的 60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡；再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定 PID的比例增益P为当前值的60%~70%;比例增益P调试完成;b. 确定积分时间常数Ti比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失;记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%;积分时间常数Ti调试完成;c. 确定积分时间常数Td积分时间常数Td一般不用设定,为0即可;若要设定,与确定 P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%;d. 系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求;变速积分的基本思想是,设法改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应：偏差越大,积分越慢；反之则越快,有利于提高系统品质;PWM波的产生PWM方式广泛应用于各种控制系统中,但对脉冲宽度的调节一般采用硬件来实现;如使用PWM控制器或在系统中增加PWM1等,则成本高、响应速度慢,而且PWM控制器与系统之间存在兼容问题;另外,控制系统中的信号采样通常是由A/D 转换器来完成,因此检测精度要求较高时,调理电路复杂,而且因A/D的位数高,从而使设计的系统成本居高不下;本文以应用于温度控制系统为例,介绍利用Motorola公司生产的新型内的定时器Time_A设计可以用时间量进行温度采样以及实现PWM调节的方法;为了可在使用少量外围电路的情况下实现控制系统的高精度测量和控制,一方面用时间量采样,在省去1片A/D的情况下得到12位的高精度；另一方面在定时中断内完全用软件实现PWM调节,以易于进行数据的通信和显示;该系统在中断内可以解决波形产生的实时在线计算和计算精度问题,可精确、实时地计算设定频率下的脉冲宽度;1 单片机及定时器 MSP430系列的单片机F413在超低功耗和功能集成上都有一定的特色,可大大减小外围电路的复杂性,它的实时处理能力及各种外围模块使其可应用在多个低功耗领域2;中通用16位定时器Timer_A有如下主要功能模块; 1一个可连续递增计数至预定值并返回0的计数器;2软件可选择时钟源;35个捕获/比较寄存器,每个有独立的捕获事件;45个输出模块,支持脉宽调制的需要;定时器控制寄存器TACTL的各位可控制Timer_A的配置,并定义16位定时器的基本操作,可选择原始频率或分频后的输入时钟源及4种工作模式;另外还有清除功能和溢出中断控制位;5个捕获/比较寄存器CCRx的操作相同,它们通过各自的控制寄存器CCTLx进行配置;2 时间量采样及PWM控制的实现原理以应用于温度控制系统为例,介绍用定时器实现信号采样和PWM控制的方法;该温度控制系统包括单片机、温度测量电路、负载驱动电路及电源控制、低电压检测和显示电路等其他外围部分;单片机中用于测量和控制温度的主要I/O口有： P1.0：输出50Hz方波,用于产生三角波;P1.2：驱动温度控制执行元件,2kHz方波PWM输出;P2.0：脉宽捕捉;2.1 单片机端口的中断设置温度控制系统的50Hz方波输出、PWM输出和输入捕捉都是由定时中断来实现;这3个中断分别由P0、P1和P2口的外围模块引起,属于外部可屏蔽中断;初始化时,对这3个I/O口进行中断设置,并对Time_A控制寄存器TACTL设置,包括输入信号2分频、选用辅助时钟ACLK等;当定义完捕获/比较寄存器后,重新赋值TACTL,启动定时器,开始连续递增计数;2.2 脉宽捕捉实现温度值的采样温度测量电路将温度值转换为电压值,同时单片机产生的50Hz方波经充放电电路变换得到同频率的三角波,其电压值切割三角波,从而将温度值转换为相应宽度的脉冲送入单片机;波形变化如图1所示;通过设置CCTLx中的模式位,可将对应的捕获/比较寄存器CCRx设定为捕获模式,用于时间事件的精确定位;如果在选定的输入引脚上发生选定脉冲的触发沿,则定时器计数的值将被复制到CCRx中;根据这一原理,选定P2.0为输入引脚,设置CCTL2为捕获模式,所测温度值由模拟量经测量电路转换为脉冲后,P2.0捕捉脉冲下降沿,进入中断T2,得到与温度值一致的单位时间内的脉冲数,存入CCR2作进一步处理;这样,系统就在不使用A/D转换器的情况下完成了模数转换;因为单片机的时钟精确度高,而且时间量是一个相对精度极高的量,但本系统中用时间量进行温度采样可获得12位的高精度,同时采用50Hz脉冲,可以大大消除工频干扰;这些都为进行精确的温度控制提供了必要的条件;2.3 PWM信号生成原理将捕获/比较寄存器CCR0和CCR1定义为比较模式,它们的输出单元OUT0和OUT1分别对应单片机引脚P1.0TA0和P1.2TA1;进入比较模式后,如果定时器CCRx的计数值等于比较寄存器x中的值,则比较信号EQUx输出到输出单元OUTx中,同时根据选定的模式对信号置位、复位或翻转;其中：设置EQU0将OUT0信号翻转,信号时钟与定时器时钟同步,这样就可以在P1.0引脚上得到50Hz的方波信号；设置EQU1输出模式为PWM复位/置位;设定模式下定时中断的输出如图2所示;根据设定的PWM复位/置位模式,若CCR1计数器溢出,则EQU1将OUT1复位；若CCR0计数器溢出,则EQU0将OUT1置位;利用CCR0和CCR1计数起始点的差值,实现占空比的变化,从而在P1.2上完成PWM输出;系统对占空比的调节是通过改变CCR1的基数来实现的;定时器时钟为2MHz、CCR1和CCR0的计数值为1 000时,可获得2kHz的PWM输出频率;负载驱动电路将单片机P1.2引脚输出的PWM信号放大滤波,用于驱动大功率的执行元件;3 软件设计 3.1 系统主程序在主程序中包括系统初始化、定时器的初始化、温度采样值的读入、负载驱动和显示等;系统进行温度值采样和PWM输出均在定时中断内完成,PWM输出脉冲的占空比则由PID算法得到;系统主程序流程图如图3所示;3.2 PID脉宽调节系统对脉宽的调制由PID算法实现;根据算法原理,本系统设计了一套完全由软件实现的PID算法,并且在控制过程中完成参数的自整定;PID 调节的控制过程：单片机读出数字形式的实际温度Tn,然后和设定温度Tg相比较,得出差值en=Tn-Tg,根据en的正负和大小,调用PID公式,计算得到与输出电压Δun一致的占空比,调节温度的升降,同时寻找最优条件,改变PID参数;增量式PID控制算法的输出量3：PID调节程序直接写入单片机内,根据得到的值改变计数器CCR1的基数值,从而改变输出脉冲的占空比,达到调节PWM的目的;3.3 定时中断定时中断子程序流程如图4所示;系统采用的晶振频率为2MHz,T0中断的作用是得到频率为50Hz、占空比为90%的方波,用以产生三角波,并检查1个周期内是否有漏采的数据;T0模溢出翻转为高电平,输出比较间隔为18ms;其中,CCR0加了PWM的模,该值即为CCR0和CCR1的差值,用以产生输出所需的脉冲宽度;T1中断内处理的是控制端口的PWM输出,并检查1个周期内是否重复采集数据,T1输出比较产生低电平,输出比较间隔为20ms;T2中断捕捉温度测量端口的脉宽,得到所测的温度值;4 结束语利用单片机内的定时器Time_A进行温度采样以及实现PWM调节的方法,可以广泛用于具有端口捕捉功能的单片机中;与传统方法比较,它不仅可以简化测量和控制电路的硬件结构,而且可以方便地建立人机接口,实现用软件调整参数,使控制更精确、实时、可靠;经过实验,该方法应用于温度控制系统中获得了预期的精确PWM调节波形;该方法同样可以用于其他单片机控制系统中;PWM技术PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法;通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码;PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有ON,要么完全无OFF;电压或电流源是以一种通ON或断OFF的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的;通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候;只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码;简介脉宽调制PWM:Pulse Width Modulation是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中;优点PWM的一个优点是从处理器到信号都是数字形式的,在进行数模转换;可将噪声影响降到最低可以话跟电脑一样};噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响;对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点,而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因;从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离;在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式;一直是变频技术的核心技术之一;1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把这项通讯技术应用到交流传动中,从此为交流传动的推广应用开辟了新的局面;从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较,产生SPWM信号以控制功率器件的开关开始,到目前采用全数字化方案,完成优化的实时在线的PWM 信号输出,可以说直到目前为止,PWM在各种应用场合仍在主导地位,并一直是人们研究的热点;由于PWM可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点;由此在交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用;PWM控制技术大致可以分为三类,正弦PWM包括电压,电流或磁通的正弦为目标的各种PWM方案,多重PWM也应归于此类,优化PWM及随机PWM;正弦PWM已为人们所熟知,而旨在改善输出电压、电流波形,降低谐波的多重PWM技术在大功率变频器中有其独特的优势如ABB ACS1000系列和ROBICON公司的完美无谐波系列等；而优化PWM所追求的则是实现电流谐波畸变率THD最小,电压利用率最高,效率最优,及转矩脉动最小以及其它特定优化目标;在70年代开始至80年代初,由于当时主要为双极性,载波频率一般最高不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波引起的振动引起人们的关注;为求得改善,随机PWM方法应运而生;其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪音在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的,尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱;正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值DTC控制即为一例；别一方面则告诉人们消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,因为随机PWM技术提供了一个分析、解决问题的全新思路;---------------------几种PWM控制方法采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率.PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现.直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用.随着,微电子技术和的发展以及各种。

PWM波形PWM（Pulse-Width Modulation）就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形. 中文名脉冲宽度调制波形外文名PWM wave目录1. 1 PWM调制2. 2 PWM波形3. 3 应用举例4. 4 特点PWM波形PWM调制PWM就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形.脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。

通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有（ON），要么完全无（OFF）。

电压或电流源是以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。

通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。

只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。

PWM波形PWM波形PWM控制技术就是对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM波形应用举例电流跟踪型PWM变流电路就是对变流电路采用电流跟踪控制。

也就是，不用信号波对载波进行调制，而是把希望输出的电流作为指令信号，把实际电流作为反馈信号，通过二者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率器件的通断，使实际的输出跟踪电流的变化。

采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器的特点：①硬件电路简单；②属于实时控制方式，电流响应快；③不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波分量；④与计算法和调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多；⑤采用闭环控制.PWM波形特点若令频率不变，直接改变脉冲的宽度，亦即控制开关元件的导通时间；比如现在是高电平导通，那么方波的A越大，B越小，导通时间就长；否则就越短。

占空比编辑锁定占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。