PWM

本章介绍电机控制脉宽调制器（Motor Control PWM， MCPWM）模块及其相关的工作模式。PIC32 器件系列中的 MCPWM 模块支持多种 PWM 模式，是电源转换 / 电机控制应用的理想选择。

一些常见应用包括：

• SMPS 应用：
- 交流 / 直流转换器
- 直流 / 直流转换器

• 交流和直流电机（例如：BDC、 BLDC、 PMSM、 ACIM 和 SRM）

• 逆变器

• 电池充电器

• 数字照明

• 不间断电源（Uninterrupted Power Supply， UPS）

• 功率因数校正（Power Factor Correction， PFC）

本技术简介论述了基于Microchip 的8位PIC®单片机实现多相PWM控制器的方法。

这个目标可通过使用8位单片机器件中的特定可自由配置的独立于内核的外设（Core Independent Peripheral，CIP）来实现。

89C51芯片没有自带PWM发生器，如果要用51来产生PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大概可以分为软件延时和定时器产生两种方法。下面将逐一介绍。

1 软件延时法

利用软件延时函数，控制电平持续的时间，达到模拟pwm的效果。

程序如下：

<pre>#include<reg52.h>
sbit pwm=P1^0;
main()
{
while(1)
{

pwm=1;
delayus(60);//置高电平后延时60us，占空比60%
pwm=0;
delayus(40);
}
}
void delayus(uint x)
{
while(x--);
}</pre>

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。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)。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。本文提出AVR单片机ATmega128的PWM的设计方法。

1.定时/计数器PWM设计要点

根据PWM的特点，在使用ATmega128的定时/计数器设计输出PWM时应注意以下几点：

1)首先应根据实际的情况，确定需要输出的PWM频率范围，这个频率与控制的对象有关。如输出PWM波用于控制灯的亮度，由于人眼不能分辨42Hz以上的频率，所以PWM的频率应高于42Hz，否则人眼会察觉到灯的闪烁。

2)然后根据需要PWM的频率范围确定ATmega128定时/计数器的PWM工作方式。AVR定时/计数器的PWM模式可以分成快速PWM和频率(或相位)调整PWM两大类。

一、stm32的pwm输出引脚是使用的IO口的复用功能。

二、T2~T5这4个通用定时器均可输出4路PWM——CH1~CH4。

三、我们以tim3的CH1路pwm输出为例来进行图文讲解(其它类似)，并在最后给出tim3的ch1和ch2两路pwm输出的c代码（已在STM32F103RBT6上测试成功，大家放心使用！）。

四、给出了PWM频率和占空比的计算公式。

步骤如下：

1、使能TIM3时钟
<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2017-11/wen_zhang_/100009084-30515-1.jpg&q…; alt="详解STM32的PWM输出及频率和脉宽(占空比)的计算"></center>

脉宽调制(PWM)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。

理论基础

• 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
• 冲量指窄脉冲的面积
• 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同
• 波形基本相同含义：低频段非常接近，仅在高频段略有差异

模拟电路

模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V, 5V}这一集合中取值。

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，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。PWM最基本的调节就是频率和占空比，通过调节频率和占空比对外部元件进行控制或者捕捉外部信号源。

在大功率电机、变频器、开关电源等方案中，末端都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。每个桥的上半桥和下半桥是是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。死区就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。

MM32L0系列MCU有多达9个定时器，高级定时器TIM1可以产生互补的PWM，高级定时器TIM1是1 个 16 位 4 通道高级控制定时器，有 4 通道 PWM 输出，以及死区生成和紧急停止功能，可以通过相关寄存器的设置使能或关闭PWM的输出。

高级控制定时器（TIM1）能够输出两路互补信号，并且能够管理输出的瞬时关断和接通。这段时间通常被称为死区，用户应该根据连接的输出器件和它们的特性（电平转换的延时、电源开关的延时等）来调整死区时间。

我们大多数人都知道PWM DAC(数模转换器)。它们很容易实现，也很便宜，非常适合一些低性能的应用。

实现它们的方法是滤除PWM信号中的高频分量，只留下正比于占空比的低频或直流分量。但是低通滤波器并不能完全滤除PWM频率，因此低频/直流信号中通常都会有一定程度的纹波。

减少PWM DAC纹波的方法一般有两种。一种是降低低通滤波器的截止频率，另一种是提高PWM信号的频率。然而不可避免的是，更低的截止频率会延长上升时间；如果是在给定时钟频率点通过减小计数器尺寸实现的，那么更快的PWM频率会降低分辨率。

下面要讨论的设计实例非常有趣，着重介绍了另外一种降低PWM DAC纹波的方法。

事实上，我们可以使用相位差为180°的两个PWM信号来降低上述纹波。从直觉上，当两个相同频率的正弦波的相位相差180°时，它们会相互抵消，因此我们使用相位差为180°的两个PWM信号也能将彼此的谐波分量抵消干净，是这样吗？确实是这样，但并不是PWM信号的所有谐波分量都能抵消，有些分量可以抵消，有些却抵消不了。这与傅里叶级数有关，比较复杂，这里就不罗列一大堆数学公式来进行解释了。

脉冲宽度调制（PWM）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，从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中广泛应用，以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最常见的控制方式。

一、PWM原理

脉宽调制（PWM）控制方式就是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，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各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。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率，如REF _Ref465597749 \h \* MERGEFORMAT图1所示为脉宽调制原理图。