51单片机输出正弦波

基于单片机的正弦波输出逆变电源的设计与实现

摘 要：本文介绍了一种正弦波输出的逆变电源的设计。设计中采用了DC／DC和DC／AC两级变换，高频变

压器隔离，单片机控制。实验结果表明性能可靠。

0 引言

低压小功率逆变电源已经被广泛应用于工业和民用领域。特别是新能源的开发利用，例如太阳能电池的普遍使用，需要一个逆变系统将太阳能电池输出的直流电压变换为220V、50Hz交流电压，以便于使用。本文给出了一种用单片机控制的正弦波输出逆变电源的设计，它以12V直流电源作为输入，输出220V、50Hz、0~150W的正弦波交流电，以满足大部分常规小电器的供电需求。该电源采用推挽升压和全桥逆变两级变换，前后级之间完全隔离。在控制电路上，前级推挽升压电路采用SG3525芯片控制，采样变压器绕组电压做闭环反馈；逆变部分采用单片机数字化SPWM控制方式，采样直流母线电压做电压前馈控制，同时采样电流做反馈控制；在保护上，具有输入过、欠压保护，输出过载、短路保护，过热保护等多重保护功能电路，增

强了该电源的可靠性和安全性。

该电源可以在输人电压从10．5V到15V变化范围内，输出220V±10V的正弦波交流电压，频率50Hz

±O．5Hz，直流分量

l 主电路

基于单片机的正弦波发生器的设计

【摘要】本文旨在介绍基于单片机的正弦波发生器的设计，在单片机的正弦波发生器的实现原理基础上，详细阐述了正弦波发生器的系统框架结构图，并以具体的幅值和频率值为例来设计了单片机控制程序的流程，从而实现幅值和频率可调的正弦波发生器。

【关键词】单片机；正弦波发生器；数模转换；定时器

1 概述

随着社会的不断向前发展，我国的电子制造行业也得到长足发展。信号发生器发出的标准信号是一种电子制造行业进行电子实验经常使用的电子信号，对电子的各种元器件的参数以及工作性能进行测量，以及电工和电子产品的指数验证和工作系能鉴定、工作参数的调整都起着至关重要的作用。尤其是正弦波信号，在电子制造实验以及工程技术的应用非常广泛。基于单片机来设计的正弦波发生器的输出信号频率具有非常高的稳定度，加上单片机自身的控制灵活等特点，使得正弦波发生器的频率和幅度控制方面更加灵活。所以深入学习和研究基于单片机的正弦波发生器的工作原理和系统结构，对于电子制造实验中正弦波信号的产生和应用具有非常重要的实用价值。

2 单片机的正弦波发生器的实现原理

我们知道，单片机输出或者产生的信号都是数字信号，而正弦波发生器产生的正弦信号是模拟信号，所以单片机产生

武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书

1 Proteus软件简介

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。

特点：支持ARM7，PIC ，

武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书

1 Proteus软件简介

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。

特点：支持ARM7，PIC ，

目 录

第1章 概述 ........................................................................................................................... 2 第2章 正弦波逆变器技术要求和主电路 .............................................................................. 4

2.1总体框架图 ............................................................................................................... 4 2.2逆变电源的设计要求和目标 ................................................................................... 5 2.3主电路形式选择 ..................................................

上海民恩电气厂家直销正弦波滤波器变频器专用

上海民恩电气有限公司

变频专用输出正弦波滤波器技术规格书

◆产品及应用

ME966系列●将变频器输出的PWM波抓换为正弦

波

●降低电机的涡流损耗以及电机噪声

●减少输出电缆上和电机中的脉冲电

流，延长电机寿命

●可在变频器与电机间使用更长的电

缆联线

●减小对外的辐射，在一定场合可以

使用非屏蔽电缆，降低了对现场布线

的要求

一．常规技术参数（GeneralSpecifications）：

3∮380/440VAC

15A@50℃1.额定电压（RatedVoltage）：2.额定电流（RatedCurrent）：

上海民恩电气厂家直销正弦波滤波器变频器专用

3.匹配功率（InverterPower）：

4.基波频率（Motorfrequency）：

5.载波频率（Switchingfrequency）：

6.温升（TemperatureRise）：

*测试依据（Measuringmethod）：

7.防护等级（Protectiongrade）：

8.绝缘等级（Classofinsulation）：

9.最大电缆长度（Maximumcablelength）：

10.额定电感量（RatedL）：5.5KW50Hz5KHzΔT<80KVDE0565-3-

５１系列单片机输出ＰＷＭ的两种方法

大小[2658] 时间[2006-7-1] 阅读[3637] 推荐[10] 积分[3] 查看和发表评论

2003年,第5期,类别:智能电子

ＭＣＳ－５１系列单片机无ＰＷＭ输出功能，可以采用定时器配合软件的方法实现，对精度要求不高的场合是非常实用的。电路图见图１，采用高速光隔６Ｎ１３７输出，并将ＰＷＭ的信号倒相。 一、 工作原理（原理图如图１所示） 二、ＰＷＭ输出

１． 固定脉宽ＰＷＭ输出

用Ｔ０定时器完成ＰＷＭ输出，脉宽固定为６５５３６μｓ。Ｔ０定时器设置成１６位定时器，ＰＷＭ波形如图２所示。

程序清单：（１２ＭＨｚ）

ＰｗｍＤａｔａ０ ；Ｔ０定时ｔ１的初值（字） ＰｗｍＤａｔａ１ ；Ｔ０定时ｔ２的初值（字） ＰｗｍＦ ；ＰＷＭ输出标志

；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ ｓｅｔｂ ｔｒｏ ；启动Ｔ０ ……

Ｔ０Ｉｎｔ：；Ｔ０中断服务程序 ＪＢ ＰｗｍＦ ，ＰｗｍＯｕｔＨ ；ＰＷＭ输出未完成返回

Ｍｏｖ ＴＨ０，Ｈｉｇｈ（ＰｗｍＤａｔ

第七章 正弦波振荡电路

正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦交流信号的电子电路。它的频率范围可以从几赫兹到几百兆赫兹,输出功率可能从几毫瓦到几十千瓦。广泛用于各种电子电路中。在通信、广播系统中,用它来作高频信号源；电子测量仪器中的正弦小信号源,数字系统中的时钟信号源。另外，作为高频加热设备以及医用电疗仪器中的正弦交流能源。

正弦波振荡电路是利用正反馈原理构成的反馈振荡电路，本章将在反馈放大电路的基础上，先分析振荡电路的自激振荡的条件，然后介绍LC和RC振荡电路，并简要介绍石英晶体振荡电路。

第一节 振荡电路概述

在放大电路中，输入端接有信号源后，输出端才有信号输出。如果一个放大电路当输入信号为零时，输出端有一定频率和幅值的信号输出，这种现象称为放大电路的自激振荡。

一、 振荡电路框图

图7-1为正反馈放大器的方框图，在放大器的输入端存在下列关系：

Xi=Xs+Xf (7-1)

其中Xi为净输入信号，且

F?XXfo 及 A?XoXi

正反馈放大器的闭环增益

Af?XoXs?AXiXi?Xf?AXiXi?AFXi

最后

第6章 正弦波振荡器

6.1 概 述

本章讨论的是自激式振荡器，它是在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量电路。

振荡器的分类：

按波形分：正弦波振荡器和非正弦波振荡器 按工作方式：负阻型振荡器和反馈型振荡器 按选频网络所采用的元件分：

LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型 本章主要讨论

? 反馈型正弦波振荡器的基本工作原理 ? 振荡器的起振条件 ? 振荡器的平衡条件 ? 振荡器的平衡稳定条件

? 正弦波振荡器三端电路的判断准则

? 正弦波振荡器的电路特点、频率稳定度等性能指标

+VCC 6.2 反馈型振荡器基本工作原理

+ C vo L M + 实际中的反馈振荡器是由反馈放大器演变而来，vf – – 如右图。 2 K 若开关K拨向―1‖时，该电路则为调谐放大器，当

+ 1 输入信号为正弦波时，放大器输出负载互感耦合变压

+ R器L2上的电压为vf ，调整互感M及同名端以及回路vi b2 Re Ce – 参数，可以使 vi = vf 。

此时，若将开关K快速拨向―2‖点，则集电极电路和基极电路都维持开关K接到―1‖点时的状态，即始终

维持着与vi相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为

第6章 正弦波振荡器

6.1 概 述

本章讨论的是自激式振荡器，它是在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量电路。

振荡器的分类：

按波形分：正弦波振荡器和非正弦波振荡器 按工作方式：负阻型振荡器和反馈型振荡器 按选频网络所采用的元件分：

LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型 本章主要讨论

? 反馈型正弦波振荡器的基本工作原理 ? 振荡器的起振条件 ? 振荡器的平衡条件 ? 振荡器的平衡稳定条件

? 正弦波振荡器三端电路的判断准则

? 正弦波振荡器的电路特点、频率稳定度等性能指标

+VCC 6.2 反馈型振荡器基本工作原理

+ C vo L M + 实际中的反馈振荡器是由反馈放大器演变而来，vf – – 如右图。 2 K 若开关K拨向―1‖时，该电路则为调谐放大器，当

+ 1 输入信号为正弦波时，放大器输出负载互感耦合变压

+ R器L2上的电压为vf ，调整互感M及同名端以及回路vi b2 Re Ce – 参数，可以使 vi = vf 。

此时，若将开关K快速拨向―2‖点，则集电极电路和基极电路都维持开关K接到―1‖点时的状态，即始终

维持着与vi相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为