一種基于C8051單片機的SPWM波形實現方案

　　應該注意的一點是，CCFn位和CF位（計數器/定時器溢出標志）由硬件置位，但不能由硬件自動清0，必須在中斷程序中用軟件清0。

4 最小脈沖問題分析

　　由于硬件原因，任何微控制器都不能輸出寬度無限小的脈沖，這就使得理想SPWM脈沖序列中小于一定寬度的窄脈沖不能正常輸出，即最小脈沖問題。

　　對于C8051單片機，它的PCA所能輸出的最小脈沖取決于其中斷服務程序執行的時間，所以其最小脈沖問題不容忽視。解決該問題的具體方法有：①采用匯編語言編寫中斷服務子程序并且應用最精簡省時的指令，減小最小脈沖的寬度；②在計算SPWM波脈沖寬度時，對寬度小于PCA所能輸出最小寬度的脈沖進行修正，使它們的寬度為最小脈沖的寬度；③限制調制比M，使SPWM脈沖序列中不會含有過多的小脈沖。

5 實驗結果

　　實驗主電路為單相全橋逆變電路，主開關管采用IGBT，輸出100V，50-400Hz頻率可調的交流電壓。由單片機輸出兩路互補（有一定死區時間）單極性SPWM波來控制該逆變電源。

　　實驗中，對輸出SPWM波的最小脈沖問題進行了處理，采用匯編語言對中斷服務子程序進行編程，使得SPWM波形中最小脈沖的寬度達到了3us，這個寬度（時間）基本達到實驗中所用IGBT的最小開關周期。圖4示出了兩路單極性SPWM波的實驗波形，圖5圖6分別示出了頻率為200Hz和300Hz時的輸出電壓實驗波形：

　　由實驗波形可以看出，由C8051產生SPWM波的控制效果較好，可以準確、實時地調節輸出電壓的頻率。

6 結論

　　利用C8051單片機產生SPWM波形是一種簡單易行的方法，具有運算精度高、實時調節性強的特點。同時，通過改變SPWM波脈寬計算的方法，可以方便地實現雙極性SPWM波形。因而，這種方法適合于對輸出SPWM波形的極性、路數和頻率有不同要求的場合。

參考文獻

[1]李自成等 . 基于87C196MC形成SPWM波的研究[J] .高電壓技術，2004（12）：10-12
[2]盧慧芬 . 基于DSP的SPWM控制波形生成的一種方法[J] . 機電工程，2002（5）：30-34
[3]李剛,林凌. 與8051兼容的高性能、高速單片機——C8051Fxxx. 北京:北京航空航天大學出版社,2002