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【原创】stm32f407的TIM1的中断和PWM

【原创】stm32f407的TIM1的中断和PWM
【原创】stm32f407的TIM1的中断和PWM

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)

中断原理应用程序设计

第六章中断原理应用程序设计 6.1 中断系统的基本概念 CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生);CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务);待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A(中断返回),这一过程称为中断。 中断源 引起CPU中断的根源,称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A,转去处理事件B。对事件B处理完毕后,再回到原来被中断的地方(即断点),称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统(中断机构)。 MCS-51单片机提供了5个中断源,其中两个为外部中断请求源(P3.2)和(P3.3),两个片内定时器/计数器T0和T1的溢出请求中断源TF0(TCON的第5位)和TF1(TCON的第7位),1个片内串口发送或接收中断请求源TI(SCON的第1位)和RI(SCON的第0位)。 中断优先级 同一优先级中的中断申请不止一个时,则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队,由中断系统硬件确定的自然优先级形成,其排列如所示: 表6-4 MCS-51单片机中断源的自然优先级及入口地址

需要说明的是,为了便于用C语言编写单片机中断程序,C51编译器也支持51单片机的中断服务程序,而且用C语言编写中断服务程序,比用汇编语言方便的多。C语言编写中断服务函数的格式如下: 函数类型函数名(形式参数列表)[interrupt n] [using m] 其中,interrupt后面的n是中断编号,取值范围0~4,;using中的m表示使用的工作寄存器组号(如不声明,则默认用第0组)。 例如,定时器T0的中断函数可用如下方法编写: void Timer(void) interrupt 1 using 0 //定时器T0的中断服务函数,T0的中断编号为1,使用第0组工作寄存器 { ........//中断服务程序 } 6.2 中断系统的控制 定时器/计数器控制寄存器TCON TCON的功能是接收外部中断源(、)和定时器(T0、T1)送来的中断请求信号。字节地址为88H,可以进行位操作。表5-5列出了TCON的格式。 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IT0 IT1 IE0 IT0 表6-5 定时器/计数器控制寄存器TCON的格式

脉宽调制(PWM)集成电路SG3525原理及应用

麻省理工大学 集成电路应用课程论文 论文题目:脉宽调制(PWM)集成电路SG3525 原理及应用 学院、系:电信学院电气系 专业班级:电气11 学生姓名:葉晓龍 任课教师:*** 2014 年 6 月8日

脉宽调制(PWM)集成电路SG3525的工作原理及应用 摘要:随着电能变换技术的发展,功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用,为此美国硅通用半导体公司(Silicon General)推出SG3525。SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。其产品一推出就受到广泛好评。SG3525系列PWM控制器分军品、工业品、民品三个等级。下面就SG3525的工作原理、管脚排列、主要特点以及应用领域等进行介绍。 关键词:PWM控制器MOSFET SG3525 开关变换器 一、概述 SG3525是电流控制型PWM控制器,所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型控制器。 二、管教排列及定义 SG3525芯片引脚排列如下图所示: 引脚的功能及含义如下: 引脚1:误差放大器反向输入端。在闭环系统中,该引脚接反馈信号。在开环系统中,该端与补偿信号输入端(引脚9)相连,可构成跟随器。 引脚2:误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中,该端接给定信

号。根据需要,在该端与补偿信号输入端(引脚9)之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。 引脚3:振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。 引脚4:振荡器输出端。 引脚5:振荡器定时电容接入端。 引脚6:振荡器定时电阻接入端。 引脚7:振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻,构成放电回路。 引脚8:软启动电容接入端。该端通常接一只5 的软启动电容。 引脚9:PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络,可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。 引脚10:外部关断信号输入端。该端接高电平时控制器输出被禁止。该端可与保护电路相连,以实现故障保护。 引脚11:输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端。 引脚12:信号地。 引脚13:输出级偏置电压接入端。 引脚14:输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。 引脚15:偏置电源接入端。 引脚16:基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。 三、主要特点及应用领域 主要特点 (1)外围电路简单,使用方便 (2)保护功能齐全 (3)软启动特性 (4)死区可调 应用领域 (1)开关电源电路 (2)随动系统直流电机调速电路

中断异常处理流程

计算机体系结构中,异常或者中断是处理系统中突发事件的一种机制,几乎所有的处理器都提供这种机制。异常主要是从处理器被动接受的角度出发的一种描述,指意外操作引起的异常。而中断则带有向处理器主动申请的意味。但这两种情况具有一定的共性,都是请求处理器打断正常的程序执行流程,进入特定程序的一种机制。若无特别说明,对“异常”和“中断”都不作严格的区分。本文结合经过实际验证的代码对ARM9中断处理流程进行分析,并设计出基于S3C2410芯片的外部中断处理程序。 1.异常中断响应和返回 系统运行时,异常可能会随时发生。当一个异常出现以后,ARM微处理器会执行以下几步操作: 1) 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR,以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。 2)将CPSR复制到相应的SPSR中。 3)根据异常类型,强制设置CPSR的运行模式位。 4) 强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理程序处。 这些工作是由ARM内核完成的,不需要用户程序参与。异常处理完毕之后,ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回: 1)将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。 2)将SPSR复制回CPSR中。 3) 若在进入异常处理时设置了中断禁止位,要在此清除。 这些工作必须由用户在中断处理函数中实现。为保证在ARM处理器发生异常时不至于处于未知状态,在应用程序的设计中,首先要进行异常处理。采用的方式是在异常向量表中的特定位置放置一条跳转指令,跳转到异常处理程序。当ARM处理器发生异常时,程序计数器PC会被强制设置为对应的异常向量,从而跳转到异常处理程序。当异常处理完成以后,返回到主程序继续执行。可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的,因此复位异常处理程序不需要返回。 2.异常处理程序设计 2.1 异常响应流程

PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理

1、 PWM原理 2、调制器设计思想 3、具体实现设计 一、 PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理: 脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。 通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<

其中,。无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语 音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。 二、数字脉冲宽度调制器的实现: 实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。 图中,在时钟脉冲的作用下,循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制,不断于循环计数器的输出进行比较,当调制信号大于循环计数器的输出时,比较器输出高电平,否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后,向寄存器发出一个使能信号EN,寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期,由于输入的调制信号的大小不同,比较器输出端输出的高电平个数不一样,因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。 图3 为了使矩形脉冲的中心近似在t=kTs处,计数器所产生的数字码不是由小到大或由大

汇编语言中断程序设计

汇编语言程序设计实验报告 学院:计算机科学与技术专业:计算机科学与技术班级:计科131

LEA DX,FNAME MOV CX,0 ;语句1 INT 21H JC EXIT MOV FNUM,AX MOV BX,AX ;语句2 MOV CX,100 MOV AH,40H LEA DX ,BUF INT 21H MOV BX,FNUM MOV AH,3EH INT 21H EXIT: MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START 使用相应的文本编辑器建立文件,内容如上所示。 2.汇编并运行此程序后,在当前目录建立的文件名是什么其内容是什么 1>汇编: C:\masm> masm lab7; 2>连接: C:\masm> link lab7; 3>运行: C:\masm> lab7 3.若将语句1 改为mov cx,1,则运行情况与前面会有什么区别 4.若将语句1 改为mov cx,2,则运行结果同上会有什么不同并简要说明此语句的作用. 5.若将语句2 改为mov bx,1,则运行结果会有什么不同简要说明则语句的作用. 实验二:编写0 号中断的处理程序,使得在除法溢出发生时,在屏幕中间显示字符串“divide error!”,然后返回到DOS。源程序下: assume cs:code code segment start: mov ax,cs mov ds,ax

mov si,offset do mov ax,0 mov es,ax mov di,200h mov cx,offset doend-offset do ;安装中断例程cld rep movsb mov word ptr es:[0],200h mov word ptr es:[2],0 ;设置中断向量表 mov dx,0ffffh mov bx,1 ;测试一下 div bx mov ax,4c00h int 21h do:jmp short dostart db 'divide error!' dostart: mov ax,0 mov ds,ax mov si,202h mov ax,0b800h mov es,ax mov di,160*12+60 mov cx,13 s: mov al,ds:[si] mov ah,15 mov es:[di],ax inc si inc di inc di loop s mov ax,4c00h int 21h doend:nop code ends end start

脉宽调制控制电路

脉宽调制控制电路 学生姓名:胡真 学号:20085042054 工业现场控制当中,经常要用到一些可变的直流电压,而一般的直流电源其值是固定不变的,为了得到可变的直流电压,我们一般采用脉宽调制控制电路,也就是我们通常所说的PWM 控制电路。该电路是利用半导体功率晶体管或晶闸管等开关器件的导通和关断,把直流电压变成电压脉冲列,控制电压脉冲的宽度或周期达到变压目的,或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频的目的的一种变换电路,多用在开关稳压电源、不间断电源(UPS)以及交直流电机调速等控制电路中。 1. 脉宽调制控制电路的工作原理 图1 PWM 控制电路原理 基本的脉宽调制控制电路包括电压-脉宽变换器和开关式功率放大器两部分,如图1所示。运算放大器N 工作在开环状态,实现把连续电压信号变成脉冲电压信号。二极管VD 在V1关断时为感性负载RL 提供释放电感储能形成续流回路。N 的反相端输入三个信号:一个是锯齿波或三角波调制信号up ,其频率是主电路所需的开关调制频率,一般为1~4kHz ;另一个是控制电压uk ,其极性与大 U u 0 u c D

小随时可变; 再一个是负偏置电压u0,其作用是在Uc =0时通过Rp 的调节使比较器的输出电压Ub 为宽度相等的正负方波。当Uc>0时,锯齿波过零的时间提前,结果在输出端得到正半波比负半波窄的调制方波。当Uc<0时,锯齿波过零的时间后移,结果在输出端得到正半波比负半波宽的调制方波。 图2 PWM 控制负载的波形图 PWM 信号加到主控电路的开关管V 的基极时,负载RL 两端电压uL 的波形如图2所示。显然,通过PWM 控制改变开关管在一个开关周期T 内的导通时间τ的长短,就可实现对RL 两端平均电压UL 大小的控制。 2. 典型脉宽调制电路 2.1. 对脉宽调制器的基本要求 (1)死区要小,调宽脉冲的前后沿的斜率要大,也就是比较器的灵敏度要足够高。 (2)在设计实际电路时,应使其简单、可靠,且不受外界干扰。 (3)考虑与功率转换电路的耦合问题。 t t 2T 2T T T T +τ T +τ τ τ O O u u U U E E

脉冲宽度调制技术的具体应用

脉冲宽度调制 目录[隐藏] 一、脉冲宽度调制基本原理 二、脉冲宽度调制具体过程 三、脉冲宽度调制的优点 四、脉冲宽度调制控制方法 五、脉冲宽度调制相关应用领域 六、脉冲宽度调制技术的具体应用 一、脉冲宽度调制基本原理 二、脉冲宽度调制具体过程 三、脉冲宽度调制的优点 四、脉冲宽度调制控制方法 五、脉冲宽度调制相关应用领域 六、脉冲宽度调制技术的具体应用 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,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,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控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最 广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技 术发展的主要方向之一。 [编辑本段] 一、脉冲宽度调制基本原理 随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。 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

单片机PWM(脉冲宽度调制)原理与实现

、PWM原理 2、调制器设计思想 3、具体实现设计 一、PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理: 脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。 通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs< (1) 其中,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期;是未调制宽度;m是调制指数。 然而,如果对矩形脉冲作如下近似:脉冲幅度为A,中心在t = k Ts处,在相邻脉冲间变化缓慢,则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为: (2) 其中,。无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。 二、数字脉冲宽度调制器的实现: 实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。 图中,在时钟脉冲的作用下,循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制,不断于循环计数器的输出进行比较,当调制信号大于循环计数器的输出时,比较器输出高电平,否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后,向寄存器发出一个使能信号EN,寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期,由于输入的调制信号的大小不同,比较器输出端输出的高电平个数不一样,因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。 图3 为了使矩形脉冲的中心近似在t=kTs处,计数器所产生的数字码不是由小到大或由大到小顺序变化,而是将数据分成偶数序列和奇数序列,在一个计数周期,偶数序列由小变大,直到最大值,然后变为对奇数序列计数,变化为由大到小。如图3例子。 奇偶序列的产生方法是将计数器的最后一位作为比较数据的最低位,在一个计数周期内,前半个周期计数器输出最低位为0,其他高位逐次增大,则产生的数据即为偶数序列;后半个周期输出最低位为1,其余高位依次减小,产生的数据为依次减小的偶序列。具体电路可以由以下电路图表示: 三、8051中的PWM模块设计:

单片机_C语言函数_中断函数(中断服务程序)

单片机_C语言函数_中断函数(中断服务程序) 在开始写中断函数之前,我们来一起回顾一下,单片机的中断系统。 中断的意思(学习过微机原理与接口技术的同学,没学过单片机,也应该知道),我们在这里就不讲了,首先来回忆下中断系统涉及到哪些问题。 (1)中断源:中断请求信号的来源。(8051有3个内部中断源T0,T1,串行口,2个外部中断源INT0,INT1(这两个低电平有效,上面的那个横杠不知道怎么加上去))(2)中断响应与返回:CPU采集到中断请求信号,怎样转向特定的中断服务子程序,并在执行完之后返回被中断程序继续执行。期间涉及到CPU响应中断的条件,现场保护,现场恢复。 (3)优先级控制:中断优先级的控制就形成了中断嵌套(8051允许有两级的中断嵌套,优先权顺序为INT0,T0,INT1,T1,串行口),同一个优先级的中断,还存在优先权的高低。优先级是可以编程的,而优先权是固定的。 80C51的原则是①同优先级,先响应高优先权②低优先级能被高优先级中断③正在进行的中断不能被同一级的中断请求或低优先级的中断请求中断。 80C51的中断系统涉及到的中断控制有中断请求,中断允许,中断优先级控制 (1)3个内部中断源T0,T1,串行口,2个外部中断源INT0,INT1 (2)中断控制寄存器:定时和外中断控制寄存器TCON(包括T0、T1,INT0、INT1),串行控制寄存器SCON,中断允许寄存器IE,中断优先级寄存器IP 具体的是什么,包括哪些标志位,在这里不讲了,所有书上面都会讲。 在这里我们讲下注意的事项 (1)CPU响应中断后,TF0(T0中断标志位)和TF1由硬件自动清0。 (2)CPU响应中断后,在边沿触发方式下,IE0(外部中断INT0请求标志位)和IE1由硬件自动清零;在电平触发方式下,不能自动清楚IE0和IE1。所以在中断返回前必须撤出INT0和INT1引脚的低电平,否则就会出现一次中断被CPU多次响应。 (3)串口中断中,CPU响应中断后,TI(串行口发送中断请求标志位)和RI(接收中断请求标志位)必须由软件清零。 (4)单片机复位后,TCON,SCON给位清零。 C51语言允许用户自己写中断服务子程序(中断函数) 首先来了解程序的格式: void 函数名() interrupt m [using n] {} 关键字 interrupt m [using n] 表示这是一个中断函数 m为中断源的编号,有五个中断源,取值为0,1,2,3,4,中断编号会告诉编译器中断程序的入口地址,执行该程序时,这个地址会传个程序计数器PC,于是CPU开始从这里一条一条的执行程序指令。 n为单片机工作寄存器组(又称通用寄存器组)编号,共四组,取值为0,1,2,3 中断号中断源 0 外部中断0 1 定时器0 2 外部中断1 3 定时器1中断 4 串行口中断 (在上一篇文章中讲到的ROM前43个存储单元就是他们,这5个中断源的中断入口地址为: 这40个地址用来存放中断处理程序的地址单元,每一个类中断的存储单元只有8B,显然不

脉宽调制(PWM)的基本原理及其应用实例

脉宽调制(PWM)的基本原理及其应用实例 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。 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。 模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时,电阻值变大或变小;流经这个电阻的电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器的电流值,使音量相应变大或变小。与收音机一样,模拟电路的输出与输入成线性比例。 尽管模拟控制看起来可能直观而简单,但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是,模拟电路容易随时间漂移,因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热,其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感,任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。 数字控制 通过以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。 简而言之,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。 图1显示了三种不同的PWM信号。图1a是一个占空比为10%的PWM输出,即在信号周期中,10%的时间通,其余90%的时间断。图1b和图1c显示的分别是占空比为50%和90%的PWM 输出。这三种PWM输出编码的分别是强度为满度值的10%、50%和90%的三种不同模拟信号值。例如,假设供电电源为9V,占空比为10%,则对应的是一个幅度为0.9V的模拟信号。 图2是一个可以使用PWM进行驱动的简单电路。图中使用9V电池来给一个白炽灯泡供电。如果将连接电池和灯泡的开关闭合50ms,灯泡在这段时间中将得到9V供电。如果在下一个50ms中将开关断开,灯泡得到的供电将为0V。如果在1秒钟内将此过程重复10次,灯泡将会点亮并象连接到了一个4.5V电池(9V的50%)上一样。这种情况下,占空比为50%,调制频率为10Hz。 大多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz。设想一下如果灯泡先接通5秒再断开5秒,然后再接通、再断开……。占空比仍然是50%,但灯泡在头5秒钟内将点亮,在下一个5秒钟内将熄灭。要让灯泡取得4.5V电压的供电效果,通断循环周期与负载对开关状态变化的响应时间相比必须足够短。要想取得调光灯(但保持点亮)的效果,必须提高调制频率。在其他PWM应用场合也有同样的要求。通常调制频率为1kHz到200kHz之间。

异常处理机制

异常的基本概念 异常是导致程序终止运行的一种指令流,如果不对异常进行正确的处理,则可能导致程序的中断执行,造成不必要的损失。 在没有异常处理的语言中如果要回避异常,就必须使用大量的判断语句,配合所想到的错误状况来捕捉程序中所有可能发生的错误。 Java异常处理机制具有易于使用、可自行定义异常类、处理抛出的异常同时又不会降低程序运行的速度等优点。因而在java程序设计时应充分地利用java的异常处理机制,以增进程序的稳定性及效率。 当程序中加入了异常处理代码,所以当有异常发生后,整个程序并不会因为异常的产生而中断执行。而是在catch中处理完毕之后,程序正常的结束。 在整个java异常的结构中,实际上有两个最常用的类,分别为Exception和Error 这两个类全都是Throwable的子类。 Exception:一般表示的是程序中出现的问题,可以直接使用try……catch处理。 Error:一般值JVM错误,程序中无法处理。 Java异常处理机制。 在整个java的异常处理中,实际上也是按照面向对象的方式进行处理,处理的步骤如下: 1)一旦产生异常,则首先会产生一个异常类的实例化对象。 2)在try语句中对此异常对象进行捕捉。 3)产生的异常对象与catch语句中的各个异常类型进行匹配,如果匹配成功则执行catch语句中的代码。 异常处理 在定义一个方法时可以使用throws关键字声明,表示此方法不处理异常,而交给方法的调用处进行处理,在方法调用处不管是否有问题,都要使用try……catch块进行异常的捕获与处理。 如果在主方法中使用throws关键字,则程序出现问题后肯定交由jvm处理,将导致程序中断。 与throws关键字不同的是,throw关键字人为的抛出一个异常,抛出时直接抛出异常类的实例化对象即可。 Exception在程序中必须使用try……catch进行处理。RuntimeException可以不使用try……catch进行处理,但是如果有异常产生,则异常将由JVM进行处理。(建议RuntimeException的子类也使用try……catch进行处理,否则产生的异常交给jvm处理会导致程序中断。) 继承关系: Exception》RuntimeException》lllegalArgumentException》NumberFormatException; 异常类必须继承于Exception 建议:继承Exception一般要添加全部父类型一样的构造器! class NameOrPwdException extends Exception { public NameOrPwdException() {

脉冲宽度调制

摘要 随着电力电子技术、微处理技术的发展以及永磁材料技术的进步,交、直流电动机调速及伺服系统正在向一体化电动机以及控制数字化的方向发展,而脉宽调制(PWM)技术以及相应的功率开关电路技术则是控制数字化的基础。 本次课程设计使用的是STC89C52单片机,将4~20mA电流变为电压信号通过AD 采样进入单片机,最后输出PWM占空比,通过改变电流对占空比进行改变。程序中T0定时器采用中断的方式控制PWM信号的频率,T1定时器采用查询方式控制PWM的占空比。在本设计的基础上,加上74LS164四位静态数码LED显示,则可实时显示占空比。 关键词:脉冲宽度调制;STC89C52RC单片机;C51

目录 第1章概述 1.1脉冲宽度调制的理论基础 1.2脉冲宽度调制的应用 第2章总体方案设计 2.1系统设计 2.2 硬件设计及框图 第3章硬件设计 3.1单片机做小系统 3.2串口及电路 3.3AD转换及电路 3.4显示电路 第4章软件设计 4.1开发环境和工具介绍 4.2单片机软件介绍 4.2.1流程设计 第5章总结 参考文献 附录A:***硬件原理图 附录B:***源程序

第一章概述 随着电力电子技术的发展,功率半导体开关器件性能不断提高,已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关,发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关而20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM)则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。功率半导体开关器件技术的进步,促进了电力电子变流装置技术的迅速发展,出现了以脉宽调制 (PWM)控制为基础的各类变流装置,如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等,这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛应用。经过几十年的研究与发展PWM变流器技术已日趋成熟,PWM变流器主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路;其拓扑结构己从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路;PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制;功率等级从千瓦级发展到兆瓦级,而在主电路类型上既有电压型变流器(voltageSoureeRectifier-VSR),也有电流源型变流器 (eurrentsoureeRectifier-esR),并且两者在工业上均成功地投入了应用。 PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制,它通过控制信号去调制方波脉冲的宽度,从而获得控制的实现。产生PWM 信号可以由硬件方法和软件方法实现。传统的硬件模拟方法是把调制信号和载波(一般是三角波)同时接入运算放大器的两个输入端作比较而得到。而软件的实现,特别是基于单片机的软件实现方法,主要是利用其内部提供的定时器,通过改变定时器的定时初值获得不同的脉冲持续时间,如果把系统的控制信号和定时器的定时初值线性对应起来,就可获得控制信号对脉宽调制的PWM信号。所以这样线性的对应过程就成为这个实现过程的关键。控制信号的种类不同,采用不同的计算方法,又可以获得不同的PWM。 1.1脉冲宽度调制的理论基础

异常情况处理制度及流程

山西煤炭运销集团 蒲县昊锦塬煤业有限公司异常情况处理制度为认真贯彻落实国家、省、市关于集中开展安全生产大检查的工作安排要求,加强我矿信息监控系统管理水平,做好矿井生产过程中井下环境参数的有效监控,保障矿井安全生产,加强煤矿安全生产管理水平及抗灾能力,特制定本矿异常情况处理制度如下: 一、值班人员按《中心岗位责任制》规定,浏览查询煤矿安全信息,发现异常情况及时处理,并认真填写《异常情况报告处理表》,传真至县监控中心。 二、监控室值班人员发现系统发出异常报警后,值班人员必须立即通知监控室主任、分管领导,同时立即通知矿井调度部门,由监控室主任或分管领导组织相关人员对本次异常报警进行原因分析,并按规定程序及时报上一级网络中心。处理结果应记录备案。调度值班人员接到报警、断电信息后,应立即向矿值班领导汇报,矿值班领导按规定指挥现场人员停止工作,断电时撤出人员。处理过程应记录备案。当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其他区域时,矿井有关人员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。值班人员接到网络中心发出的报警处理指令后,要立即处理落实,并将处理结果向网络中心反馈。 当工作面瓦斯浓度达到报警浓度时,值班人员应立即通知矿值班领导及监控室主任,并填写异常情况处理报告表传真上报至

县监控中心

;由分管领导或监控室主任安排相关人员进行原因分析,按照瓦斯超限分析原则:①按人工检测值与甲烷传感器对比分析; ②按报警地点的历史曲线对比分析;③按报警地点上风侧检测值对比分析。根据分析结果立即将处理措施下达至矿调度中心按处理措施严格执行。报警期间要采取安全措施,报警消除后将报警的起止时间、分析报告、采取措施和处理结果上报县监控室并存档备案。 三、当煤矿通讯中断、无数据显示时,值班人员要通过传真(或电话)向县监控中心报告,并查明原因,恢复通讯。情况紧急的,由值班人员立即向矿领导汇报,对因故造成通讯中断未及时上报的,要通过电话联系移动公司或长途线务局进行抢修。

脉冲宽度调制(PWM)技术

脉冲宽度调制(PWM)技术 在电力电子变流器控制系统中,对于控制电路的要求往往是除能够控制负载的加电与断电外,还应该能够控制加载到负载上的电压高低及功率大小。在大功率电力电子电路中,控制加载至负载上电压及功率的实用方法就是脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)。 1. 面积等效原理 在控制理论中,有一个重要的原理,即冲量等效原理:大小、波形不相同的窄脉冲变量(冲量)作用在具有惯性的环节上时,只要这些变量对时间的积分相等,其作用的效果将基本相同。这里所说的效果基本相同是指惯性环节的输出响应波形基本相同。例如,下图1示出的三个窄脉冲电压波形分别为矩形波、三角波和正弦波,但这二个窄脉冲电压对时间的积分相等,或者说它们的面积相等。当这三个窄脉冲分别作用在只有惯性的同一环节上时,其输出响应基本相同。因此,冲量等效原理也可以称为面积等效原理。 从数学角度进行分析,对上图1所示的三个窄脉冲电压波形进行傅里叶变换,则其低频段的特性非常相近,仅在高频段有所不同,而高频段对于具有惯性负载的电路影响非常小。由此进一步证明了面积等效原理的正确性。 2. 脉冲宽度调制技术

依据面积等效原理,在电路中可以利用低端电源开关或高端电源开关,以一定频率的导通和截止连续切换,使电源电压U i以一系列等幅脉冲(或称为矩形波)的形式加载到负载上,加载在负载上的电源电压Uo波形如图2所示。 图2所示的矩形波的电压平均值: 此式表明在一个脉冲周期内,电压的平均值与脉冲的占空比是成正比的,于是,可以通过改变脉冲的占空比来调整加载到负载上的电压大小。当占空比小时,加载到负载上的平均电压就低,即加载到负载上的功率小;而占空比大时,加载到负载上的平均电压就高,加载到负载上的功率大。这种通过等幅脉冲调节负载平均电压及功率的方法称为脉冲宽度调制,也称为斩波控制。 采用脉冲宽度调制方式为负载供电,由于供电电压是脉动的,势必会产生出各种谐波。为了明确脉冲宽度调制技术对负载产生的影响,且考虑此分析结果便于以后章节引用,可将图2所示的等幅脉冲序列描述为 式中,G(t)为开关函数,其波形如图3所示。 在此式中,第一项DUi是等幅脉冲序列的直流成分,也即输出电压的平均值。可见,输出电

脉冲宽度控制

脉冲宽度调制 编辑 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,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 目录 1简介 2背景介绍 3基本原理 4谐波频谱 5具体过程 6优点 7控制方法 8应用领域 9具体应用 1 简介 脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压

电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。 PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM 控制技术发展的主要方向之一。 2背景介绍 随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。 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。 模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时,电阻值变大或变小;流经这个电阻的电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器的电流值,使音量相应变大或变小。与收音机一样,模拟电路的输出与输入成线性比例。尽管模拟控制看起来可能直观而简单,但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是,模拟电路容易随时间漂移,因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热,其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感,任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。 通过以数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。 3基本原理 脉宽调制(PWM)基本原理: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。 例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等,都等于∏/n ,但幅值不等,且脉冲顶

PWM (脉冲宽度调制)原理与实现

PWM (脉冲宽度调制)原理与实现 1、PWM原理 2、调制器设计思想 3、具体实现设计 一、PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理: 脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为T s的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。 通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<

(2)其中,。无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语 音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。 二、数字脉冲宽度调制器的实现: 实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。 图中,在时钟脉冲的作用下,循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制,不断于循环计数器的输出进行比较,当调制信号大于循环计数器的输出时,比较器输出高电平,否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后,向寄存器发出一个使能信号EN,寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期,由于输入的调制信号的大小不同,比较器输出端输出的高电平个数不一样,因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。

操作系统实验一中断处理

实习一中断处理 一、实习内容 模拟中断事件的处理。 二、实习目的 现代计算机系统的硬件部分都设有中断机构,它是实现多道程序设计的基础。中断机 构能发现中断事件,且当发现中断事件后迫使正在处理器上执行的进程暂时停止执行,而让操作系统的中断处理程序占有处理器去处理出现的中断事件。对不同的中断事件,由于它们的性质不同,所以操作系统应采用不同的处理。通过实习了解中断及中断处理程序的作用。本实习模拟“时钟中断事件”的处理,对其它中断事件的模拟处理,可根据各中断事件的性质确定处理原则,制定算法,然后依照本实习,自行设计。 三、实习题目 模拟时钟中断的产生及设计一个对时钟中断事件进行处理的模拟程序。 [提示]: (1) 计算机系统工作过程中,若出现中断事件,硬件就把它记录在中断寄存器中。中 断寄存器的每一位可与一个中断事件对应,当出现某中断事件后,对应的中断寄存器的某一位就被置成―1‖。 处理器每执行一条指令后,必须查中断寄存器,当中断寄存器内容不为―0‖时,说明有中断事件发生。硬件把中断寄存器内容以及现行程序的断点存在主存的固定单元,且让操作系统的中断处理程序占用处理器来处理出现的中断事件。操作系统分析保存在主存固定单元中的中断寄存器内容就可知道出现的中断事件的性质,从而作出相应的处理。 本实习中,用从键盘读入信息来模拟中断寄存器的作用,用计数器加1 来模拟处理器 执行了一条指令。每模拟一条指令执行后,从键盘读入信息且分析,当读入信息=0 时,表示无中断事件发生,继续执行指令;当读入信息=1 时,表示发生了时钟中断事件,转时钟中断处理程序。 (2)假定计算机系统有一时钟,它按电源频率(50Hz)产生中断请求信号,即每隔20 毫秒产生一次中断请求信号,称时钟中断信号,时钟中断的间隔时间(20 毫秒)称时钟单

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