脉冲宽度调制.
什么是脉冲宽度调制及其在电路中的应用
什么是脉冲宽度调制及其在电路中的应用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种调制方式，通过控制脉冲信号的宽度来实现信号的调制。
在电路中，PWM 广泛应用于调光、电机速度控制、音频放大等领域。
本文将详细介绍PWM的原理及其在电路中的应用。
一、PWM原理脉冲宽度调制的原理是利用周期为固定值的脉冲信号来表示模拟信号的幅度大小。
它的关键在于调制器，通过控制调制器输出脉冲的宽度，从而实现对模拟信号的调制。
在PWM信号中，脉冲的宽度代表了信号的幅度，宽度越大表示幅度越高，宽度越小表示幅度越低。
通常，PWM信号的周期是固定的，脉冲的宽度则根据输入模拟信号进行动态调整。
二、PWM在电路中的应用1. 调光控制PWM在LED调光控制中得到了广泛的应用。
通过控制PWM信号的频率和占空比（脉冲高电平与周期之比），可以实现对LED的亮度调节。
当占空比为100%时，LED处于全亮状态；当占空比为0%时，LED关闭。
2. 电机速度控制PWM可以用于电机的速度控制。
通过控制PWM信号的占空比，可以控制电机的平均输出功率，从而调节电机的转速。
一般情况下，占空比越大，电机转速越高；占空比越小，电机转速越低。
3. 音频放大PWM还可以用于音频放大电路中。
通过将音频信号转换为PWM 信号，再通过滤波电路将其转换为模拟信号，可以实现音频的放大。
PWM音频放大具有高效率和低失真的优点，因此在功率放大器中得到了广泛的应用。
4. 电源控制PWM可以用于电源控制电路中，通过控制PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。
这种方式在开关电源中特别常见，可以实现高效率的能量转换，并具备较好的稳定性和响应速度。
5. 无线通信PWM在无线通信系统中也有一定的应用。
在数模转换和调制过程中，会使用PWM信号对模拟信号进行抽样和调制，转换成数字信号后再通过调制器进行数据传输。
三、总结脉冲宽度调制是一种通过控制脉冲信号的宽度来实现信号调制的方法。
脉冲宽度调制
脉冲宽度调制（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。
PWM之所以要配置这么多的寄存器是（表中只有少部分不用配置），应因为基本上是定时器不仅有PWM输出还有间隔定时器、方波输出、外部事件计数器、分频器、输入脉冲间隔测量、输入信号的高/低电平宽度的测量、延迟计数器、单触发脉冲输出功能。
首先配置PER0中的TAU0EN为1，允许输入时钟的供应。
再用TPS0来分频得到CK01、CK00这两个时钟（在选择的通道0和通道1是的时钟时可以选择一个时钟作为两个时钟，当然也可以一个通道一个时钟）。
接下来是控制定时器单元启停的TE0、TS0、TT0，其中TE0也就是说在这里我们不用配置。
TS0和TSH0寄存器是触发寄存器，用于初始化定时器/计数器寄存器0n (TCR0n)并开始各通道的计数操作。
(启用)TT0和TTH0寄存器为用于停止各通道的计数操作的触发寄存器。
（停用）接下来是控制输出寄存器TOE0、TO0、TOL0、TOM0，其中TOE0寄存器用于允许或禁止各通道的定时器输出。
TO0寄存器是各通道的定时器输出的缓冲器寄存器。
TOL0寄存器是用于控制各通道定时器输出电平的寄存器。
TOM0寄存器用于控制各通道的定时器输出模式。
（这里我们选择TOM0的TOM01为1：从属通道输出模式）接下来是TMR0xH和TMR0xL。
TMR0n寄存器包括两个8位寄存器，用于设置通道n的操作模式。
该寄存器用于选择工作时钟(fMCK)，选择计数时钟，选择主/从属，选择16位或8位定时器（仅限通道1），设置开始触发和捕捉触发，选择定时器输入的有效边沿，以及设置操作模式（间隔、捕捉、事件计数器、单计数、或者捕捉&单计数）最后是TDR0xH和TDR0xL，其中初值和空占比都是由此设置。
脉冲宽度调制的几种分类
脉冲宽度调制的几种分类
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）的几种分类包括：
1. 基于脉冲宽度变化方式的分类：分为常规PWM、反相PWM（Inverse PWM）和混合式PWM（Hybrid PWM）。
2. 基于波形形状的分类：分为方波PWM、锯齿波PWM、三角波PWM和正弦波PWM。
3. 基于调制信号的分类：分为模拟PWM和数字PWM。
4. 基于多项式的分类：分为线性PWM、非线性PWM和多项式PWM。
5. 基于控制对象的分类：分为单通道PWM和多通道PWM。
这些分类方法主要是为了方便应用中的选择和比较。
例如，常规PWM由于其简单性和易于实现的特点，适用于普通直流电机、LED灯等控制。
而三角波PWM 和正弦波PWM则可以用于交流伺服电机和逆变器的控制，因为它们具有更好的波形质量。
脉冲宽度调制
脉冲宽度调制脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种用模拟方法来表达数字化级别所使用的传输手段。
它具有高灵敏度、耐用性强、信号品质Թռ等优点。
该传输会由脉宽调制信号编码而成，包括有：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种改变信号脉冲的宽度，以控制电力输出的技术。
它通过改变周期性脉冲的脉冲宽度来指示输出的大小。
通常，是用模拟方法来表达数字化级别。
基本的PWM电路将通过一个脉冲信号通过一个电路来控制电压或电流的最大值。
它的原理是：通过以固定周期发送脉冲，并以不同宽度和幅度的脉冲，来控制输出信号的大小。
脉冲宽度调制信号是一个连续的高频脉冲所组成的、重复的模式，它和载波相对应（而不是直接对应）。
三、应用脉冲宽度调制技术在很多领域里有着广泛的应用，例如：1、电动和气动机器：PWM用于控制电动机和气动机器的速度，以及机器所受的力。
2、自动化系统：PWM技术用于控制不同设备的精度和计算功能，包括自动化控制系统（如处理器控制器系统）以及测量仪器系统。
3、信号检测：PWM技术用于检测不同电子信号的质量，以鉴别传送的信号是否正确。
4、通信系统：PWM技术用于多种通信系统，可用于高速数据传输或低信号传播等。
四、优势PWM技术具有一定的优势，如高灵敏度、耐用性强、信号品质Թռ、降低失真等优点。
它还能够减少电子设备的功耗，同时可以提高设备的效率和可靠性。
五、常见PWM调制技术1、恒定频率PWM：这种调制技术的特点是信号的频率是一定的，可以用固定的控制操作来在基础频率上增加或减少PWM脉冲的宽度。
2、变频率PWM：它的特点在于固定频率的变化，可以通过改变PWM脉冲的宽度来改变信号的频率，有效地提高噪声位数。
3、脉冲调制：Pulse Modulation方式用脉冲信号来表达不同频率，以更大的精度来控制电压和电流输出，以及提高系统的可靠性。
4、模拟调制： Analog modulation方式利用复杂的模拟技巧来模拟电力信号，从而达到调制的目的。
脉冲宽度调制电路的工作原理
脉冲宽度调制电路的工作原理一、前言脉冲宽度调制电路（PWM电路）是一种常见的模拟电路，用于控制电压或电流的大小。
它广泛应用于交流马达速度调节、太阳能光伏发电系统等领域。
本文将详细介绍PWM电路的工作原理。
二、PWM电路的基本原理1. PWM信号的概念PWM信号是指在一个周期内，高电平占空比与低电平占空比之比为一个固定值的方波信号。
2. PWM调制方式PWM调制方式分为两种：单极性和双极性。
单极性PWM信号占空比只有正半周有输出，而双极性PWM信号则在正负半周均有输出。
3. PWM控制方式PWM控制方式分为两种：模拟控制和数字控制。
模拟控制是通过改变输入信号的幅值实现对输出信号的控制；数字控制则是通过数字信号处理器（DSP）等器件实现对输出信号的精确控制。
三、PWM电路的组成及工作原理1. 三角波发生器三角波发生器是产生基准波形的关键部件。
它可以产生一个周期内上升沿和下降沿斜率相等的三角波信号。
2. 比较器比较器将三角波信号和参考电压进行比较，输出一个占空比随输入电压变化而变化的PWM信号。
3. 滤波器PWM信号输出后需要经过滤波器进行平滑处理，以去除高频噪声和杂波。
4. 驱动电路驱动电路将PWM信号转换为适合被控制的电流或电压，并输出到被控制设备上。
四、单极性PWM电路的工作原理1. 三角波发生器工作原理三角波发生器由一个集成运算放大器、几个电阻和一个电容组成。
当输入为正弦波时，运放将其转换为三角波信号输出。
具体实现方式是通过RC积分运算将正弦信号转换为三角波信号。
2. 比较器工作原理比较器由一个集成运算放大器和一个参考电压源组成。
当三角波信号在上升沿与参考电压相等时，比较器输出高电平；当三角波信号在下降沿与参考电压相等时，比较器输出低电平。
因此，PWM信号的占空比随着参考电压的变化而变化。
3. 滤波器工作原理滤波器由一个电感和一个电容组成。
它可以将PWM信号转换为平滑的直流信号，并去除高频噪声和杂波。
脉宽调制工作原理
脉宽调制工作原理
脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种电子电路中常用的调制技术，它通过改变脉冲信号的宽度来实现对输出信号的控制。
脉宽调制广泛应用于电源控制、电机控制、音频信号处理等领域。
脉宽调制的工作原理如下：首先，输入信号通过一个比较器和一个三角波发生器进行比较，产生一个宽度可调的方波信号。
比较器将输入信号与三角波进行比较，根据比较结果切换方波信号的状态。
接下来，通过改变三角波的周期或幅值，可以改变方波信号的频率或占空比。
频率是指方波信号周期的倒数，而占空比则表示方波信号的高电平时间与周期时间的比值。
最后，将调制后的方波信号通过滤波电路，去除高频成分和噪声，得到平滑的模拟输出信号。
脉宽调制的优点是具有高效率和精确度高的特点。
通过改变占空比，可以调节输出信号的平均功率。
同时，脉宽调制技术还具有抗干扰能力强、控制精度高、适应性强等优点。
总之，脉宽调制是一种通过改变脉冲信号的宽度来实现对输出信号的控制的技术。
它是一种高效、精确、抗干扰能力强的调制方法，在众多应用领域中得到广泛应用。
pwm脉冲宽度调制原理
pwm脉冲宽度调制原理好，今天我们来聊聊PWM脉冲宽度调制原理，听起来很高大上的样子，但其实就是个有趣的小玩意儿。
想象一下，你在玩遥控车，按下按钮，它就开始飞快地跑起来。
这背后其实就有一个小小的秘密，那就是PWM。
其实PWM就像是一种调音器，能让我们的设备根据需要调节“声音”，也就是电流的强度。
简单说，就是通过控制电流开关的时间长短，来调整电机的转速或者LED灯的亮度。
就像你在开灯的时候，调节调光器，想亮点就多开点，想暗点就少开点，这样就能得到你想要的效果。
这玩意儿可是非常聪明的哦。
想象一下，PWM就像一个非常会做饭的大厨，拿着自己的菜谱，分分钟给你调制出各种美味。
比如说，厨师可以通过调节火候，来让你的菜又嫩又香，PWM也是如此。
通过调节脉冲的宽度，来让设备在不同的状态下工作。
这脉冲的时间长了，电流也就大，设备就转得快；脉冲的时间短了，电流就小，设备就慢了，真是个神奇的道理。
这个原理在我们生活中可谓是无处不在。
说到这里，你可能会问，PWM和我有什么关系呢？别着急，听我慢慢说。
想想你的智能手机，手机屏幕的亮度就是用PWM来调节的。
当你在阳光下看手机屏幕，亮度调高点，看得清楚；在晚上，调低点，眼睛舒服。
就像夜深人静时，调小音量，不打扰到别人，这样的道理。
再说说电动玩具，很多小朋友都爱。
玩具里的电机，转得飞快，没错，PWM在背后默默地支持着你的小乐趣。
电动火车，电动小车，都是通过PWM来控制速度的，让你的小玩具生动有趣，仿佛有了生命。
谁说大人的世界才能玩高科技，小朋友们也是能玩的开心，哈哈。
说到这里，PWM还有个妙用，那就是节能。
大家都知道，节能环保是我们现在提得最热的话题。
用PWM调节亮度或者转速，可以减少不必要的电能消耗。
就像你平时省电一样，没事的时候关掉灯，不光是为了省钱，更是为了保护环境。
用PWM来控制设备，既能让我们享受生活，又能为地球出一份力，简直是双赢嘛。
PWM在音频设备中的应用也是别具一格。
脉冲宽度调制(PWM)和正弦波脉宽调制(SPWM)变频技术简介
变频技术之PWM调制技术与SPWM调制技术详解变频技术通过改变电力信号的频率来调节电动机、压缩机和其他电气设备的运行速度。
在实际应用中，变频器是变频技术的核心装置，而脉冲宽度调制（PWM）技术和正弦波脉宽调制（SPWM）技术是实现变频器控制的重要手段。
什么是PWM调制技术PWM调制技术通过控制脉冲信号的宽度，实现对输出电压的调节。
在变频技术中，PWM被广泛应用于变频器中，以控制电动机的速度和转矩输出。
通过改变脉冲信号的占空比（脉冲宽度与周期之比），可以实现对电动机的精确控制。
当需要增大输出电压时，增加脉冲信号的宽度；当需要减小输出电压时，减小脉冲信号的宽度。
这种方式使得电动机可以在不同负载条件下保持稳定的转速和扭矩输出。
同时，PWM调制技术还具有响应快、控制精度高、效率高等优点，被广泛应用于各种电力控制系统中。
PWM调制波形如图1所示：图1PWM调制波形PWM技术具有以下优点：高效性：由于PWM技术可以通过调整脉冲宽度来控制电机的输出电压和频率，因此可以实现电机在不同负载条件下的高效运行。
通过减小电机额定电压，PWM技术可以降低电机的功耗，提高整体效率。
精确控制：PWM技术具有响应速度快、控制精度高的特点。
通过微调脉冲宽度和周期，可以实现对电机转速和扭矩的精确调节，满足不同应用的需求。
减少机械冲击：PWM技术可以实现电机的软启动和软停止，减少了机械系统的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。
尽管PWM技术具有许多优点，但也存在一些局限性：谐波问题：PWM技术在产生脉冲信号时会引入谐波成分，可能对电力网络和其他设备造成干扰。
为了减少谐波，需要采取滤波和抑制措施，增加了系统的复杂性和成本。
开关损耗：PWM技术使用高频开关装置，开关的频繁操作会产生开关损耗。
这些损耗会转化为热能，需要适当的散热系统来冷却电路。
EMI干扰：由于高频开关操作，PWM技术可能会产生电磁干扰（EMI），对周围的电子设备和无线通信系统造成干扰。
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双极性控制模式
双极性PWM控制模式 采用的是正负交变的双 极性三角载波ut与调制 波ur，如图6.3所示， 可通过ut与ur，的比较 直接得到双极性的 PWM脉冲，而不需要 倒相电路。
02 设计方案
设计方案
器件选择
设计方案
设
计
方
案
基于PWM实现的直流电机调速 脉冲宽度调制由80C51单片机作为控制核心，分为按键模块，数码管显示，电机模块。 将实现以下功能： （1）按下“调大”键，数码管显示档位升高，电机旋转速度变快； （2）按下“调小”键，数码管显示档位降低，电机旋转速度变慢；
基本原理
PWM调速
在PWM驱动控制的调整系 统中，按一个固定的频率来接通 和断开电源，并根据需要改变一 个周期内“接通”和“断开”时间的 长短。通过改变直流电机电枢上 电压的”占空比”来改变平均电压 的大小。
脉宽调制分类
单极性控制模式
产生单极性PWM模式的 基本原理，首先由同极性 的三角波载波信号ut。与 调制信号ur，比较产生单 极性的PWM脉冲然后将 单极性的PWM脉冲信号 与给定的倒相信号UI相乘， 从而得到正负半波对称的 PWM脉冲信号Ud。
名称：PWM电机调速 功能：按键调速可调大调小，
共有10个等级可显示速度等级 ***************************** *******/
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H 外部中断0程序入口地址 AJMP ITP0 ORG 000BH 定时器0程序入口地址 AJMP TIM0 ORG 0013H 外部中断1程序入口地址 AJMP ITP1 MAIN: MOV SP,#60H 初始化主程序
ITP0: PUSH PSW CJNE R0,#253,K0
判断是否已到最大速度等级 SJMP LAST0
K0: INC R2 速度等级显示加1
MOV A,R0 增加高电 平持续时间
ADD A,#25 MOV R0,A MOV A,R1 减少低电平持续时间 SUBB A,#25 MOV R1,A LAST0:POP PSW RETI
SUBB A,#25 MOV R0,A MOV A,R1 增加低电平持续时间
ADD A,#25 MOV R1,A LAST1:POP PSW RETI
名称：定时器0中断服务子程序 功能：高低电平的不停变换
*************************** ********/
TIM0: MOV TH0,#253 JB P1.3,L0 MOV TH0,R1 SJMP LAST3
MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A ACALL DELAY SJMP LOOP TABEL: DB0H,3FH,06H,5BH,4FH,66H DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH,3EH,07 9H,0F7H
名称：外部中断0服务子程序 功能：PWM脉宽增加
*************************** *******/
SETB EA SETB ET0 SETB EX0
SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 CLR P1.3 MOV TMOD,#01H MOV TL0,#00 MOV TH0,#1 MOV R0,#3 MOV R1,#253 MOV R2,#00H SETB TR0 LOOP: MOV DPTR,#TABEL 数码管显示程序
L0:MOV TH0,R0 LAST3:CPL P1.3
RETI
延时子程序
**************************** ******/
DELAY:PUSH PSW PUSH ACC MOV R3,#0
LOOP3:MOV A,#0 LOOP4:INC A
CJNE A,#0FFH,LOOP4 INC R3 CJNE R3,#0FFH,LOOP3 POP Acc POP PSW RET
谢
谢
聆
听
测控14-1 第一小组 2017-6-12
器件选择
MOTOR
控制机械元件运转的发动机
ULN2003A
ULN2003A达林顿管是一个反相器放 大电路，当输入端为低电平，继电器 吸合。 。
7SEGCOMK
共阳极红色数码管，1个共阴二极管 显示器 1是位选端
80C51
单片机，31个引脚，4个并口，5个 中断源，2个定时/计数器，1个串口
03 程序仿真
04 应用领域
应用领域
工业用电
此通过PWM原理实现灯泡明 暗程度的改变，从而大幅度降 低系统的成本和功耗。
帆船航行
基于PWM原理，实现风速改 变控制船帆角度的改变，实现 帆船准确、自动航行。
数字光处理技术
PWM用于显示技术中视频灰度等级实现
推力调制
通过改变阀门在开或关位置上停 留的时间来改变流经阀门的气体 流量，从而改变总的推力效果。
单片 机
基于PWM实现的直流电机调速
目录
01
02
项目背景
设计方案
03Leabharlann 04程序仿真应用领域
01 项目背景
选题背景
基本原理
脉宽调制分类
选题背景
近三、四十年来，直流电机传动经历了重大的变革。同时,控制电路已经实 现高集成化、小型化、 高可靠性及低成本。直流调速技术不断发展,逐渐走 向成熟化、完善化、系列化、标准化，使直流调速系统的性能指标大幅提高, 应用范围不断扩大。如轧钢厂、海上钻井平台等,直流调速仍然处于主要地位。
名称：外部中断1服务子程序 功能：PWM脉宽减少 *************************** ********/
ITP1: PUSH PSW CJNE R0,#3,K1
判读是否到最小速度等级
SJMP LAST1 K1: DEC R2 速度等级显示减1
MOV A,R0 减少高电平持续时间