摘要本文針對加熱電源控制系統(tǒng)電路進行分析和研究，介紹了一種由單片機控制的PWM信號數(shù)字觸發(fā)電路，設計利用單片機的接口電路以及相應的控制程序來實現(xiàn)頻率以及電源電壓的調節(jié)功能。首先了解金剛石壓機和單片機的研究背景以及發(fā)展前景，對設計要求的概念進行理解，為設計打下基石。然后根據(jù)設計要求對實現(xiàn)方案進行選擇論證，通過各種方案的電路圖，功能以及輸出波形的比較分析確定設計方案。接下來是系統(tǒng)的硬件設計,對總體框架進行構造，電源經過整流濾波然后進行降壓送入可控硅作為調節(jié)對象，然后利用單片機輸出PWM控制信號經過驅動電路控制可控硅的開關達到調壓的目的，改變單片機內部程序調節(jié)PWM輸出周期從而改變輸出頻率，再詳細的介紹了各模塊的電路原理以及相互的關系，對設計中使用的各種芯片所運用的功能進行闡述。接著是軟件設計，先介紹PWM控制技術的原理，闡述軟件程序的設計流程。最后是系統(tǒng)的調試及結論，利用仿真軟件進行仿真實驗及對實物進行調試得到最后的結果通過仿真實驗和實物調試的結果表明方案是可行的，該低頻加熱電源控制系統(tǒng)利用PWM控制技術進行可控硅調壓使資源得到更合理的利用，控制更簡單智能，頻率的改變提高了電壓的利用率，該低頻加熱控制系統(tǒng)體積小，操作簡單，頻率和電壓的可調讓加熱系統(tǒng)更效率。關鍵詞PWM；AVR單片機；可控硅；整流濾波；數(shù)碼顯示ABSTRACTTHISPOWERCONTROLSYSTEMFORTHEHEATINGCIRCUITANALYSISANDRESEARCH,PRESENTSAPWMSIGNALFROMTHEMICROCOMPUTERCONTROLLEDDIGITALTRIGGERCIRCUITDESIGNUSINGMICROCONTROLLERINTERFACECIRCUITANDTHECORRESPONDINGCONTROLPROGRAMTOACHIEVEFREQUENCYANDVOLTAGEREGULATIONFUNCTIONSDIAMONDPRESSANDSCMFIRSTUNDERSTANDTHEBACKGROUNDANDPROSPECTSOFRESEARCHONUNDERSTANDINGTHECONCEPTOFDESIGNREQUIREMENTSFORTHEDESIGNOFLAYINGTHECORNERSTONETHENACCORDINGTODESIGNREQUIREMENTSTOCHOOSETHEACHIEVEMENTOFTHEPROGRAMDEMONSTRATED,THROUGHVARIOUSPROGRAMSOFCIRCUIT,FUNCTIONALANDCOMPARATIVEANALYSISTODETERMINETHEOUTPUTWAVEFORMDESIGNFOLLOWEDBYHARDWAREDESIGN,THEOVERALLFRAMEWORKOFTHESTRUCTURE,POWERTHROUGHTHERECTIFIERANDTHENPROCEEDTOSTEPDOWNINTOTHESILICONASTHEADJUSTMENTOBJECT,THENUSETHEOUTPUTPWMCONTROLSIGNALSINGLECHIPDRIVERCIRCUITTHROUGHTHESWITCHTOCONTROLTHETHYRISTORVOLTAGEREGULATORTHEPURPOSEOFREGULATINGINTERNALPROCEDURESTOCHANGETHEMICROCONTROLLERPWMOUTPUTCYCLETOCHANGETHEOUTPUTFREQUENCY,THENADETAILEDDESCRIPTIONOFTHEVARIOUSMODULESOFTHECIRCUITANDTOEACHOTHERONTHEDESIGNOFCHIPSUSEDINAVARIETYOFFUNCTIONSBYTHEUSEOFELABORATEFOLLOWEDBYSOFTWAREDESIGN,FIRSTINTRODUCEDTHEPRINCIPLEOFPWMCONTROLTECHNIQUES,ELABORATEDSOFTWAREDESIGNPROCESSFINALLY,SYSTEMDEBUGGINGANDCONCLUSIONS,USINGSIMULATIONSOFTWARESIMULATIONANDDEBUGGINGOFTHEREALRESULTSOFTHEFINALDEBUGGINGBYSIMULATIONANDREALRESULTSSHOWTHATTHEPROGRAMISFEASIBLE,THEPOWERCONTROLSYSTEMUSESLOWFREQUENCYHEATINGTECHNOLOGYFORSILICONCONTROLLEDPWMCONTROLREGULATORTOMAKEMORERATIONALUSEOFRESOURCES,CONTROLMORESIMPLEINTELLIGENCE,INCREASETHEFREQUENCYOFVOLTAGECHANGEUTILIZATION,THELOWFREQUENCYHEATINGCONTROLSYSTEMISSMALL,SIMPLE,ADJUSTABLEFREQUENCYANDVOLTAGETOAMOREEFFICIENTHEATINGSYSTEMKEYWORDSPWMAVRMICROCONTROLLERSCRRECTIFIERDIGITALDISPLAY引言41緒論511課題的背景和前景512課題研究的目的及意義613系統(tǒng)設計的主要任務62方案設計721設計要求722方案的選擇73硬件設計831系統(tǒng)結構框圖832整流濾波降壓電路設計9321整流濾波電路9322降壓電路1133可控硅驅動電路設計12331驅動電路的設計12332低頻的實現(xiàn)14333調壓的實現(xiàn)1434穩(wěn)壓電源設計1435主控模塊15351ATMEGA16單片機簡介15352單片機外圍電路1736數(shù)碼管顯示電路設計1937輸出濾波電路的設計21371濾波電路的選擇21372輸出額定功率的實現(xiàn)234系統(tǒng)軟件設計2541PWM控制技術25411PWM控制的基本原理26412幾種實現(xiàn)PWM功能的方法及其工作原理265系統(tǒng)的制作與調試3251控制系統(tǒng)的PCB制作32511PCB的制作規(guī)則32512PCB布局規(guī)則33513PCB布線規(guī)則3352硬件的調試3453軟件的調試356結論36謝辭37參考文獻38附錄39引言隨著集成電路技術的發(fā)展，單片微型計算機的功能也不斷地增強，許多高性能的新型機種不斷的涌現(xiàn)出來，單片機以其集成度高、功能強、體積小可靠性高、價格低和開發(fā)周期短等特點，成為自動化和各個測控領域中應用廣泛的器件，在工業(yè)生產中，成為必不可少的器件，尤其是在當要求控制精度高，而成本低的社會里，往往都是采用單片機作為數(shù)字控制器取代模擬控制器。在溫度控制系統(tǒng)中，單片機最是起到了不可替代的核心作用。隨著國內外基建行業(yè)技術水平的迅猛發(fā)展,市場對金剛石粉末鋸片砂輪磨料等人造金剛石制品的需求量越來越大人造金剛石是利用石墨在高溫高壓的環(huán)境中,在觸媒的催化作用下,其原子結構發(fā)生改變,合成人造金剛石這一機理來實現(xiàn)的金剛石壓機是人造金剛石生產過程的主要設備,它不僅影響合成的產量,合成工藝的穩(wěn)定性,同時將直接影響合成的質量和品級,隨著產品工藝要求的提高,對金剛石壓機的控制要求也越來越高溫度控制是人造金剛石生產中重要的條件之一,在壓力控制水平一定的條件下,電加熱系統(tǒng)的控制水平將直接影響著合成金剛石的質量和產量目前,國內人造金剛石壓機合成設備中的加熱系統(tǒng)仍普遍才用穩(wěn)定電壓的加熱方式來控制合成腔內的溫度,結合多年來前輩對金剛石工藝的深入研究,可以使用單片機對加熱系統(tǒng)進行改進首先先對電壓進行整流轉換成直流電,這樣更利于加熱的穩(wěn)定性,再利用單片機控制可控硅進行調壓從而達到控制加熱系統(tǒng)的目的,同時利用單片機進行頻率調節(jié),使設備不需要特殊的電源要求而能夠更方便的應用于生產工業(yè)一個基于單片機控制的金剛石低頻加熱系統(tǒng),它大體由整流濾波電路按鍵控制顯示部分單片機控制調節(jié)可控硅控制電路電壓采樣電路組成,首先通過電壓采樣電路采樣合成設備的電壓傳送至單片機進行比較,然后通過按鍵調節(jié)單片機輸出PWM控制可控硅的關斷從而控制電壓而達到加熱系統(tǒng)的控制目的,同時加入了數(shù)碼管顯示,讓控制更清晰明了其簡單迅捷穩(wěn)定以及易操作的特點將會在金剛石加工領域得到更廣泛的應用1緒論11課題的背景和前景單片機也被稱為微控制器，單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有12部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。單片機已廣泛地應用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領域，使產品功能、精度和質量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。單片機種類很多，為什么該課題設計要選用AVR單片機呢AVR單片機具有以下的優(yōu)點一、簡便易學，費用低廉AVR單片機開發(fā)技術簡單，便于升級，費用低廉；二、高速、低耗、保密；三、I/O口功能強,具有A/D轉換等電路；四、有功能強大的定時器/計數(shù)器及通訊接口。所以，學習AVR單片機的開發(fā)應用是有著廣闊前景的。人造金剛石是一種重要的工業(yè)原材料,幾乎涉及國計民生的各個領域我國目前是金剛石生產和出口大國,產量約占世界產量的2/3但是,國產金剛石工業(yè)產值卻只占世界工業(yè)產值的1/3,這主要是由于質量不高所造成生產人造金剛石的主要設備是壓機,從我國目前生產金剛石的設備來看,大部分生產廠家使用六面頂壓機,六面頂金剛石壓機可以利用機械、液壓裝置從六個方向向主機中心加壓，在主機中心硬質合金頂錘的作用下使生產原料形成一個密封的正方體超高壓容腔，同時通過電加熱裝置對該腔體加熱，該腔體就可以產生合成人造金剛石所需的高溫、高壓條件。整個設備的工作過程需要由電控系統(tǒng)與機械、液壓系統(tǒng)相配合完成一系列工作。其中，電控系統(tǒng)主要通過對由大、小柱塞泵和十幾個電磁閥組成的液壓系統(tǒng)以及電加熱裝置等的控制來完成自動、調整等不同模式下的工作。整個設備是一種典型的機、電、液一體化集成產品。隨著國內六面頂腔體的大型化和對這一技術的發(fā)展應用,與國外在技術裝備上的差距在進一步縮小但是,國內在壓機的控制水平上還相當落后,阻礙了金剛石質量的提高因此,提高國內金剛石壓機的控制水平成為當務之急目前,國內人造金剛石合成設備中的加熱系統(tǒng)仍普遍采用穩(wěn)定電壓的加熱方式來控制合成腔內的溫度用交流穩(wěn)壓器自耦調壓器和加熱變壓器構成的加熱系統(tǒng)較多而采用可控硅調壓電源的系統(tǒng)也有一定數(shù)量國外則采用的有直流加熱脈沖加熱及超低頻加熱等方式,通過控制加熱功率實現(xiàn)間接控制合成腔內的溫度,這樣的加熱方式改進讓金剛石合成設備的控制更智能化,能達到合理控制合成腔溫度而不至于一直恒溫加熱浪費資源,在工業(yè)上實現(xiàn)更經濟更簡便更迅速的目的金剛石合成設備控制的研究可以更好的利用和制造資源,這是本課題研究的意義所在,而且工業(yè)智能化經濟化也是我國工業(yè)邁進的方向和目標12課題研究的目的及意義該課題的研究目的是為了設計出性能更加可靠，更加經濟化和智能化的加熱控制系統(tǒng)。本次設計的主要優(yōu)點在于成本較低并且能夠對爐溫進行較為準確的控制；控制系統(tǒng)操作簡單，無需專業(yè)人員進行培訓；電壓和頻率連續(xù)可調，能夠進行實時調節(jié)無需停機，效率更高；直流加熱，可以降低不必要的損耗，更經濟化使用范圍廣泛，能夠應用到工業(yè)生產的其他電壓控制系統(tǒng)當中。13系統(tǒng)設計的主要任務本課題研究的加熱控制系統(tǒng)能夠對金剛石合成設備的電壓及頻率實現(xiàn)連續(xù)的調節(jié)，利用按鍵控制單片機程序輸出實現(xiàn)電壓和頻率的調節(jié)。設計中最關鍵的部分是變頻的實現(xiàn)以及調壓電路的選擇，這也是設計中最難解決的關鍵問題。變頻的實現(xiàn)改變頻率輸出是通過改變開關的動作頻率實現(xiàn)的，通過單片機輸出PWM信號控制可控硅的開關動作頻率而達到改變輸出頻率的調節(jié)調壓電路的選擇調壓電路的選擇非常的廣泛，選擇可控硅調壓主要是易控制，驅動簡單，大大的簡化了電路的復雜性2方案設計方案設計就是對本課題的一個總體的理解和思路，并且根據(jù)題目的要求對所涉及的硬件電路進行選擇和規(guī)劃，并用軟件對其進行編程設計以實現(xiàn)要求的功能。硬件電路的設計是分析設計要求，利用不同的電子元器件組成功能電路模塊并進行相應的連接，達到設計要求實現(xiàn)的最終目的。硬件電路的設計包含了對各種元器件以及其構成電路功能的理解和選擇，完成設計方案最優(yōu)的目標。軟件的設計則是針對硬件電路的連接方式編寫相應的程序實現(xiàn)其功能，通過對程序的調試優(yōu)化電路的功能實現(xiàn)度。21設計要求設計的人造金剛石壓機低頻加熱電源控制系統(tǒng)電路有如下要求1、以單片機為主控芯片進行設計；2、電源220V，輸出空載電壓37V可調，額定負載情況下，電源波動10時，輸出紋波小于1；3、低頻加熱電源，頻率可調。22方案的選擇在仔細的研究考慮了設計要求后，認為本次設計的重點在于如何調壓及調頻，所以首先要確定調壓及調頻的方案。調壓的方案有很多種，可以采用阻容降壓、穩(wěn)壓電路調壓、可控硅調壓等；阻容降壓因為不安全，不能用于大功率條件，而且不適合動態(tài)負載條件，所以予以排除；穩(wěn)壓電路調壓，例如LM317調壓電路由于輸出電流過小而不能滿足功率的要求；在排除了前兩種方案之后決定使用可控硅進行調壓，使用單片機輸出PWM信號控制可控硅的開關從而達到調壓的目的。接下來選擇的是PWM信號的產生方案，也就是選用何種單片機作為主控模塊，我們常用的單片有89C51單片機以及AVR系列單片機，兩者都可以產生PWM信號，使用89C51單片機作為主控芯片外圍電路較為復雜，且在信號采集時需要增加額外的AD轉換電路，增加了功能實現(xiàn)的困難度。而AVR系列單片機帶有特定的PWM功能的定時器/計數(shù)器，且有內部自帶AD轉換I/O口，對本次設計來說使用AVR系列單片機能更快更容易的實現(xiàn)所要完成的功能。3硬件設計31系統(tǒng)結構框圖金剛石壓機合成設備加熱系統(tǒng)的控制器以ATMEGA16單片機為核心,由電壓采樣電路單片機可控硅驅動電路整流濾波電路頻率和電壓按鍵顯示電路穩(wěn)壓電源輸出濾波電路等組成,總體的結構框圖如圖31所示PA0PB0PB3PD4ATMEGA16電壓采樣電路整流濾波降壓電路穩(wěn)壓電源可控硅驅動電路輸出濾波電路負載按鍵控制數(shù)碼管顯示電路電源圖31系統(tǒng)總體結構框圖電壓采樣電路因為單片機內部參考電壓最高為5V,所以電壓采樣電路采用電阻分壓采樣,直接送入單片機的AD口。ATMEGA16單片機控制器的核心部分，通過軟件產生PWM信號驅動可控硅，運用自帶的AD轉換對采樣電壓進行采樣比較穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路使用78L05穩(wěn)壓電路將輸入的12V電壓轉換成固定5V給單片機供電。按鍵控制通過按鍵產生一個脈沖經過單片機掃描后改變PWM輸出控制可控硅的關斷控制電壓輸出。輸出濾波電路利用電容濾波減少輸出紋波使電壓輸出穩(wěn)定。繪制總體結構框圖的目的只是為了對總體思路的一種清晰的表達以及了解各部分之間的聯(lián)系，下面分別介紹各個模塊的工作原理和具體內容。32整流濾波降壓電路設計321整流濾波電路因為直流電加熱穩(wěn)定性更高，所以需要將交流電經過整流再供給加熱系統(tǒng)。常用的整流電路有半波整流、全波整流、橋式整流。半波整流半波整流利用二極管單向導通特性，在輸入為標準正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負半部分則損失掉。電路及所得波形如圖32所示圖32半波整流電路及波形全波整流在這種整流電路中，在半個周期內，電流流過一個整流器件，而在另一外一個半周內，電流流經第二個整流器件，并且兩個整流器件的連接能使流經它們的電流以同一方向流過負載。全波整流整流前后的波形與半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的兩個半波，這就提高了整流器的效率，并使已整電流易于平滑。全波整流輸出電壓對比半波整流直流成分增大，脈動程度減小，一般適用于要求輸出電壓不太高的場合。電路及波形如圖33所示圖33全波整流電路及波形橋式整流橋式整流利用四個二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導通，得到正的輸出；輸入正弦波的負半部分時，另兩只管導通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。電路及波形如圖34所示圖34橋式整流及波形經過三種整流電路的波形對比，決定選用橋式全波整流電路可以使整流更加的全面達到需求。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無源濾波電路。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波包括倒L型、LC濾波、LC型濾波和RC型濾波等。若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。無源濾波電路通常用在功率電路中，比如直流電源整流后的濾波，或者大電流負載時采用LC電路濾波。濾波電路盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。綜合以上濾波電路的特點和常用電路，整流濾波電路采用橋式全波整流和LC濾波電路，整體的電路圖如圖35所示圖35橋式整流濾波電路322降壓電路降壓電路采用LM317穩(wěn)壓電路進行電壓調節(jié)。LM317是可調節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，具有在輸出電壓范圍12V到37V時能夠提供超過15A的電流、典型線性調整率001、典型負載調整率01、80DB紋波抑制比、輸出短路保護、過流、過熱保護、調整管安全工作區(qū)保護的特性。其封裝形式如圖36所示圖36LM317封裝形式用LM317T制作可調穩(wěn)壓電源，常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負載。如果增加一只三極管（如圖37所示），在正常情況下，Q1的基極電位為0，Q1截止，對電路無影響；而當R1接觸不良時，Q1的基極電位上升，當升至07V時，導通，將LM317T的調整端電壓降低，輸出電壓也降低，從而對負載起到保護作用。圖37LM317調壓電路決定LM317輸出電壓的是電阻R1和R2的比值，R2是一個固定電阻因為輸出端的電位高,電流經R1,R2流入接地點LM317的控制端消耗非常少的電流,可忽略不計所以,控制端的電位是IXR1,又因為LM317控制端,輸出端接腳間的電位差為125V,所以OUT輸出）的電壓是；接下來計算I，OUT與ADJ接腳間的電位差為1251RVOUT125V，電阻為R1，所以電流是125/R2，輸出電壓計算公式為21OUT33可控硅驅動電路設計331驅動電路的設計電力MOSFET是一種單極型的電壓控制器件，不僅有自關斷能力，而且有驅動功率小，開關速度高、無二次擊穿、安全工作區(qū)寬等特點,電力MOSFET種類和結構有許多種，按導電溝道可分為P溝道和N溝道，同時又有耗盡型和增強型之分，在電力電子裝置中，主要應用N溝道增強型。電力MOSFET大多采用垂直導電結構，提高了器件的耐電壓和耐電流能力。電力MOSFET是用柵極電壓來控制漏極電流的，因為它的驅動電路相對簡單，當柵極電壓超過開啟電壓且較小時，MOS工作在線性區(qū)，此時源極與漏極之間電流與柵極電壓成線性關系；當柵極電壓超過某個值時，MOS工作在飽和區(qū)，此時源、漏之間的電流為一恒定值。MOS的一個主要特征是柵極與源極之間具有很大的電阻，從而可以實現(xiàn)柵極與驅動部分的信號隔離。電力MOSFET的應用選擇應該綜合各方面的限制及要求，首先應考慮漏源電壓的選擇，在此上的基本原則為DSVMOSFET實際工作環(huán)境中的最大峰值漏源間的電壓不大于器件規(guī)格書中標稱漏源擊穿電壓的90。其次考慮漏極電流的選擇，基本原則為MOSFET實際工作環(huán)境中的最大周期漏極電流不大于規(guī)格書中標稱最大漏極電流的90；漏極脈沖電流峰值不大于規(guī)格書中標稱漏極脈沖電流峰值的90。接著是驅動要求，MOSFET的驅動要求由其柵極總充電電量QG參數(shù)決定，在滿足其他要求的情況下，盡量選擇QG小者以便驅動電路的設計，驅動電壓選擇在保證遠離最大柵源電壓前提下使RON盡量小的電壓值，小的RON值有利于減小導通期間的損耗，小的RTH值可減小溫度差，有利于散熱。綜合以上的選擇參數(shù)，為了讓電路有較大的余量和考慮到元器件選購的因素，決定采用IRF540，下面是IRF540的參數(shù)表參數(shù)符號額定值單位漏源電壓VDS100V柵源電壓VG20V連續(xù)漏極電流I27A脈沖漏極電流DM108A耗散功率P125W最高結溫TJ150存貯溫度SG55150接著是對IRF540驅動電路的設計，作為一個開關電源一個好的MOSFET驅動電路的要求是開關管開通瞬時,驅動電路應能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值,保證開關管能快速開通且不存在上升沿的高頻振蕩；開關管導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩(wěn)定使可靠導通；關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放,保證開關管能快速關斷；關斷期間驅動電路最好能提供一定的負電壓避免受到干擾產生誤導通；另外要求驅動電路結構簡單可靠,損耗小,最好有隔離。驅動電路設計如圖38所示圖38可控硅驅動電路采用用圖騰柱的驅動電路方式用來為MOSFET匹配電壓以及提高驅動能力，R5和R7提供了PWM電壓基準，通過改變這個基準，可以讓電路工作在PWM信號波形比較陡直的位置。這個電路提供了如下的特性1用低端電壓和PWM驅動高端MOS管；2用小幅度的PWM信號驅動高門電壓需求的MOS管；3通過使用合適的電阻，可以達到很低的功耗。332低頻的實現(xiàn)低頻是指頻率在工頻50HZ以下，降低頻率可以使電路感抗降低，從而減少能量損失，提高電效率。電源頻率的改變是通過改變可控硅的開關頻率來實現(xiàn)的。通過單片機對電壓的采集分析通過數(shù)碼管顯示出來后，讓操作者判斷爐腔內溫度的變化然后通過按鍵來改變PWM輸出的占空比以及載波周期，驅動可控硅開關頻率的改變而實現(xiàn)對頻率的調節(jié)。333調壓的實現(xiàn)系統(tǒng)要求的輸出空載電壓在3V到7V之間可調是通過控制可控硅的開關實現(xiàn)的。可控硅存在一個開啟電壓，當柵源電壓高于開啟電壓的時候可控硅導通，漏極和源極導電，形成電壓輸出。電壓的調節(jié)是通過改變PWM控制信號的占空比實現(xiàn)的，占空比越大則可控硅導通的時間越長，輸出電壓升高，反之則降低。在設計PWM控制信號的時候應該注意不要使柵源之間的電壓過高，防止其絕緣層擊穿，在程序中設置一個電壓比較參數(shù)，讓可控硅盡量的工作于非飽和區(qū)和截止區(qū)之間。34穩(wěn)壓電源設計穩(wěn)壓電源是能為負載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置，在電子制作電路中是必不可少的。78L05是一種固定電壓5V三端集成穩(wěn)壓器,其適用于很多應用場合。78L05的特性三端穩(wěn)壓器、輸出電流可達到100MA、無需外接元件、內部熱過載保護、內部短路電流限制。78L05輸出端應注意接濾波電容，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波，根據(jù)這個原則選擇濾波電容的大小。穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖39所示圖39穩(wěn)壓電源電路35主控模塊主控模塊主要實現(xiàn)的功能是輸出PWM信號控制可控硅的開關進行電壓調節(jié)，利用PWM控制可控硅的開關頻率改變頻率，分析AD口接收的電壓信號進行顯示，掃描按鍵的動作進行電壓和頻率的可控連續(xù)調節(jié)。351ATMEGA16單片機簡介控制系統(tǒng)采用單片機控制，采用AVR系列單片機中的ATMEGA16單片機作為主控芯片，其主要的功能是掃描按鍵開關的動作進行判斷，改變PWM控制波形的占空比輸出控制可控硅的開關時間和頻率，并分析AD口接收的電壓反饋信號進行數(shù)碼顯示。ATMEGA16的產品特性高性能、低功耗的8位AVR微處理器；先進的RISC結構131條指令、大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期、32個8位通用工作寄存器、全靜態(tài)工作、工作于16MHZ時性能高達16MIPS、只需兩個時鐘周期的硬件乘法器；非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器16K字節(jié)的系統(tǒng)內可編程FLASH擦寫壽命10,000次、具有獨立鎖定位的可選BOOT代碼區(qū)，通過片上BOOT程序實現(xiàn)系統(tǒng)內編程，真正的同時讀寫操作、512字節(jié)的EEPROM擦寫壽命100,000次；1K字節(jié)的片內SRAM；可以對鎖定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密；JTAG接口與IEEE11491標準兼容符合JTAG標準的邊界掃描功能、支持擴展的片內調試功能、通過JTAG接口實現(xiàn)對FLASH、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程；外設特點兩個具有獨立預分頻器和比較器功能的8位定時器/計數(shù)器、一個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器、具有獨立振蕩器的實時計數(shù)器RTC、四通道PWM、8路10位ADC8個單端通道、TQFP封裝的7個差分通道；2個具有可編程增益（1X,10X,或200X）的差分通道、面向字節(jié)的兩線接口、兩個可編程的串行USART、可工作于主機/從機模式的SPI串行接口、具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器、片內模擬比較器特殊的處理器特點上電復位以及可編程的掉電檢測、片內經過標定的RC振蕩器、片內/片外中斷源、6種睡眠模式空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、STANDBY模式以及擴展的STANDBY模式I/O和封裝32個可編程的I/O口、40引腳PDIP封裝,44引腳TQFP封裝,與44引腳MLF封裝工作電壓ATMEGA16L2755V、ATMEGA164555V速度等級08MHZATMEGA16L、016MHZATMEGA16DIP封裝的ATMEGA16的引腳配置如下圖310所示。ATMEGA16內部結構主要包括有ALU部件、三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器T/C、片內/外中斷、可編程串行USART、有起始條件檢測器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級可編程增益TQFP封裝的ADC、具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI串行端口等。ALU與32個通用工作寄存器直接相連，寄存器與寄存器之間、寄存器與立即數(shù)之間的ALU運算只需要一個時鐘周期。ALU操作分為3類算術、邏輯和位操作，此外還提供了支持無/有符號數(shù)和分數(shù)乘法的乘法器。其他的引腳功能為VCC數(shù)字電路的電源；GND地；PA口做為A/D轉換器的模擬輸入端，端口A為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口A處于高阻狀態(tài)；PB口端口B為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)；PC口端口C為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口C處于高阻狀態(tài)。如果JTAG接口使能，即使復位出現(xiàn)引腳PC5TDI、PC3TMS與PC2TCK的上拉電阻被激活；PD口端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口D處于高阻狀；RESET復位輸入引腳,持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位；XTAL1反向振蕩放大器與片內時鐘操作電路的輸入端；XTAL2反向振蕩放大器的輸出端；AVCCAVCC是端口A與A/D轉換器的電源。不使用ADC時，該引腳應直接與VCC連接，使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC連接；AREFA/D的模擬基準輸入引腳。圖310ATMEGA16單片機引腳圖352單片機外圍電路1時鐘電路XTAL1與XTAL2分別為用作片內振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，這個振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。熔絲位CKOPT用來選擇這兩種放大器模式的其中之一。當CKOPT被編程時振蕩器在輸出引腳產生滿幅度的振蕩。這種模式適合于噪聲環(huán)境，以及需要通過XTAL2驅動第二個時鐘緩沖器的情況。而且這種模式的頻率范圍比較寬。當保持CKOPT為未編程狀態(tài)時，振蕩器的輸出信號幅度比較小。其優(yōu)點是大大降低了功耗，但是頻率范圍比較窄，而且不能驅動其他時鐘緩沖器。對于諧振器，CKOPT未編程時的最大頻率為8MHZ，CKOPT編程時為16MHZ。C1和C2的數(shù)值要一樣，不管使用的是晶體還是諧振器。最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有關，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關。在設計電路板時，振蕩器和電容應盡量靠近單片機，以避免干擾。需要注意的是電路板時，振蕩器和電容應盡量安裝得與單片機靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作電路圖如圖311所示。圖311時鐘電路2復位電路ATMEGA16有5個復位源上電復位電源電壓低于上電復位門限VPOT時，MCU復位；外部復位引腳RESET上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU復位；看門狗復位?？撮T狗使能并且看門狗定時器溢出時復位發(fā)生；掉電檢測復位掉電檢測復位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復位門限VBOT時，MCU即復位；JTAGAVR復位。復位寄存器為1時MCU復位。上電復位上電復位POR脈沖由片內檢測電路產生無論何時VCC低于檢測電平POR即發(fā)生。POR電路可以用來觸發(fā)啟動復位，或者用來檢測電源故障。POR電路保證器件在上電時復位。VCC達到上電門限電壓后觸發(fā)延遲計數(shù)器。在計數(shù)器溢出之前器件一直保持為復位狀態(tài)。當VCC下降時，只要低于檢測門限，RESET信號立即生效；外部復位外部復位由外加于RESET引腳的低電平產生。當復位低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時即觸發(fā)復位過程，即使此時并沒有時鐘信號在運行。當外加信號達到復位門限電壓VRST上升沿時，延時周期開始。延時結束后MCU啟動。復位電路如下圖程序運行出錯或操作錯TTOU誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫困境，需要按復位鍵以重新啟動。RET是復位信號輸入端，復位信號低電平有效。按鍵復位又分按鍵脈沖復位和按鍵電平復位。電平復位將復位端通過電阻與相連，按鍵脈沖復位是利用RC微分電路產生正脈沖來達到CV復位的。選用按鍵電平復位電路，如圖312所示圖312復位電路3鍵盤電路鍵盤電路主要是通過按鍵實現(xiàn)用戶對電壓及頻率的調節(jié)功能。電路通過按鍵產生低電平信號經過單片機的掃描識別之后對程序進行修改從而改變PWM控制信號的輸出驅動可控硅的開關頻率和關斷達到調節(jié)電壓和頻率的目的。電路圖如圖313所示圖313按鍵電路36數(shù)碼管顯示電路設計顯示有數(shù)字式、指針式兩種方式。采用數(shù)字式的顯示讓人可以對結果有更為直觀的了解和觀察?，F(xiàn)在驅動LED數(shù)碼管一般采用單片機設計電路，直接用單片機的八位數(shù)據(jù)口作為數(shù)碼管的八段顯示驅動口，這種驅動方式雖然簡便，電路簡單，但是能夠顯示的位數(shù)較少，但是已經可以滿足本設計課題的要求。LED的結構原理LED即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料。當兩端加上正向電壓，半導體中的少數(shù)截流子和多數(shù)截流子發(fā)生復合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射繼而發(fā)光。LED的核心部分是PN結，P區(qū)帶過量的正電荷，N區(qū)帶過量的負電荷。當正向導通的電壓加在這個半導體材料的PN結上時，電子就會從N區(qū)向P區(qū)移動，空穴從P區(qū)向N區(qū)移動，在P區(qū)和N區(qū)的交界處電子和空穴發(fā)生復合，即電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內電子跟空穴復合，復合過程中能量就會以光的形式從LED中發(fā)射出來。電流從陽極流向陰極時，晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。而光的波長也就是光的顏色，這是由形成PN結的材料決定的。八段LED數(shù)碼管所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個小LED發(fā)光二極管，通過控制不同的LED的亮滅來顯示出不同的字形，其編號分別是A、B、C、D、E、G、H和DP。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實共陰極就是將八個LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個LED的另一端高電平，它便能點亮。而共陽極就是將八個LED的陽極連在一起。使用LED顯示器的時候，為了顯示數(shù)字或是字符，要為LED顯示器提供代碼，因為這些代碼是通過各個段的亮與滅來顯示不同字符的，因此稱之為段碼。LED的顯示原理N個LED顯示塊就可以組成N位LED顯示器，N個LED顯示塊有N根位選線和8N根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不同。段選線控制顯示字符的字型，而位選線為各個LED顯示塊的公共端，它控制該LED顯示位的亮，暗。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示驅動靜態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5840根I/O端口來驅動，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。動態(tài)顯示驅動數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃“A,B,C,D,E,F,G,DP“的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為12MS，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。本次設計采用的是八段四位共陰數(shù)碼管動態(tài)顯示的方式。如果在設計中按照一般的數(shù)碼管的使用方法，既是ADP段位與單片機相對應的數(shù)據(jù)位相連接，在制作PCB布局和布線時將會很困難，因為實際的數(shù)碼管的封裝并不是按照與單片機數(shù)據(jù)位相連接的那樣一一對應的。因此在設計數(shù)碼管電路的時候改變數(shù)碼管的引腳封裝位置，讓其可以更好的和單片機的數(shù)據(jù)位對應，大幅的減少布線的復雜度，改變了引腳之后相應的編碼也應該隨之改變，在硬件連接的基礎上做相應的軟件譯碼，這樣就方便了PCB以及電路板的制作，體現(xiàn)了單片機的靈活性。數(shù)碼管的的段位由單片機的PC口控制，而段選由PA4PA7控制，經過封裝修改的數(shù)碼管如圖314所示圖314數(shù)碼管與單片機的連接基于以上數(shù)碼管的硬件連接，在單片機編程時要對數(shù)碼管進行軟件譯碼，各數(shù)字所對應的碼字如下表所示顯示字符共陰段碼顯示字符共陰段碼00XD780XDF10X1190X5F20XCDA0X9F30X5DB0XDA40X1BC0XC650X5ED0XD960XDEE0XCE70X15F0X8E37輸出濾波電路的設計371濾波電路的選擇課題的要求在額定負載下，電源波動10時，輸出紋波小于1。所以在輸出電路要加上濾波電路進行調節(jié)。整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動成分，稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲能作用的電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動成分以獲得直流電壓。直流電中的脈動成分的大小用脈動系數(shù)來表示，此值越大，則濾波器的濾波效果越差。脈動系數(shù)S輸出電壓交流分量的基波最大值輸出電壓的直流分量半波整流輸出電壓的脈動系數(shù)為S157，全波整流和橋式整流的輸出電壓的脈動系數(shù)SO67。對于全波和橋式整流電路采用C型濾波電路后，其脈動系數(shù)S14RLCT1。T為整流輸出的直流脈動電壓的周期。電阻濾波電路RC型濾波電路，實質上是在電容濾波的基礎上再加一級RC濾波電路組成的。如圖315BRC濾波電路。若用S表示C1兩端電壓的脈動系數(shù)，則輸出電壓兩端的脈動系數(shù)S1/C2RS。由分析可知，電阻R的作用是將殘余的紋波電壓降落在電阻兩端，最后由C2再旁路掉。在值一定的情況下，R愈大，C2愈大，則脈動系數(shù)愈小，也就是濾波效果就越好。而R值增大時，電阻上的直流壓降會增大，這樣就增大了直流電源的內部損耗；若增大C2的電容量，又會增大電容器的體積和重量，實現(xiàn)起來也不現(xiàn)實。這種電路一般用于負載電流比較小的場合（A）電容濾波（B）RC型電阻濾波電路（C）LC電感濾波（D）型濾波電路圖315無源濾波電路的基本形式電感濾波電路根據(jù)電抗性元件對交、直流阻抗的不同，由電容C及電感L所組成的濾波電路的基本形式如圖315所示。因為電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C并聯(lián)在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L應與負載串聯(lián)。并聯(lián)的電容器C在輸入電壓升高時，給電容器充電，可把部分能量存儲在電容器中。而當輸入電壓降低時，電容兩端電壓以指數(shù)規(guī)律放電，就可以把存儲的能量釋放出來。經過濾波電路向負載放電，負載上得到的輸出電壓就比較平滑，起到了平波作用。若采用電感濾波，當輸入電壓增高時，與負載串聯(lián)的電感L中的電流增加，因此電感L將存儲部分磁場能量，當電流減小時，又將能量釋放出來，使負載電流變得平滑，因此，電感L也有平波作用。通過上述濾波電路的比較，決定選用電感濾波電路，因為這樣可以電感濾波電路可以使負載電流變得平滑，對合成設備起到一定的保護，而不至于突變的加熱或降溫損壞設備。372輸出額定功率的實現(xiàn)額定功率要求15KW，額定電壓為220V，所以電流的要求很高，而控制電路的電流只有幾A，遠遠不能達到輸出的要求，因此要通過特別的電路對電流進行處理來實現(xiàn)電路的要求。在電源系統(tǒng)中使用閉環(huán)霍爾電流傳感器可以實現(xiàn)對輸出電流的隔離測量，并且通過反饋控制輸出電流。當電源的輸出功率不足時，可以通過反饋增加輸出電流的大小，從而實現(xiàn)電源輸出功率的要求?；魻栯娏鱾鞲衅鞯墓ぷ髟硎潜粶y電流流過導體產生的磁場，由通過霍爾元件輸出信號控制的補償電流流過次級線圈產生的磁場補償，當原邊與副邊的磁場達到平衡時，其補償電流即可精確反映原邊電流值。其電路設計如圖316所示圖316霍爾電流傳感器電路另外需要注意的是輸出電路接負載后進行電壓采樣，由于采樣電壓是直接接入單片機的AD口進行分析的，所以必須考慮AD口的基準電壓，ATMEGA16單片機的ADC的參考電壓源VREF反映了ADC的轉換范圍。若單端通道電平超過了VREF，其結果將接近0X3FF。VREF可以是AVCC、內部256V基準或外接于AREF引腳的電壓。AVCC通過一個無源開關與ADC相連。片內的256V參考電壓由能隙基準源VBG通過內部放大器產生。無論是哪種情況，AREF都直接與ADC相連，通過在AREF與地之間外加電容可以提高參考電壓的抗噪性。VREF可通過高輸入內阻的伏特表在AREF引腳測得。由于VREF的阻抗很高，因此只能連接容性負載。如果將一個固定電源接到AREF引腳，那么就不能選擇其他的基準源了，因為這會導致片內基準源與外部參考源的短路。如果AREF引腳沒有聯(lián)接任何外部參考源，可以選擇AVCC或11V作為基準源。參考源改變后的第一次ADC轉換結果可能不準確，建議不要使用這一次的轉換結果。根據(jù)設計的電路圖可以知道ADC的參考電壓為5V，而輸出電路的最高電壓為7V，超過了參考電壓，所以在輸出的兩端用電阻分壓對電壓進行采集。4系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)硬件只是一個系統(tǒng)能夠實現(xiàn)的充分條件，而系統(tǒng)軟件才是讓系統(tǒng)運行的關鍵所在。系統(tǒng)能夠實現(xiàn)的功能除了硬件電路的連接方式決定之外，軟件的設計也是系統(tǒng)實現(xiàn)功能的一種方式，接下來將介紹系統(tǒng)軟件設計的過程。41PWM控制技術PWM，脈沖寬度調制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應載荷的變化來調制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。PWM控制技術以其控制簡單,靈活和動態(tài)響應好的優(yōu)點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式,也是人們研究的熱點由于當今科學技術的發(fā)展已經沒有了學科之間的界限,結合現(xiàn)代控制理論思想或實現(xiàn)無諧振軟開關技術將會成為PWM控制技術發(fā)展的主要方向之一。隨著電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術，脈寬PWM法，是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調壓，采用適當控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調變化。PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有，要么完全無。電壓或電流源是以一種通或斷的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。許多微控制器內部都包含有PWM控制器。占空比是接通時間與周期之比；調制頻率為周期的倒數(shù)。執(zhí)行PWM操作之前，這種微處理器要求在軟件中完成以下工作1、設置提供調制方波的片上定時器/計數(shù)器的周期；2、在PWM控制寄存器中設置接通時間；3、設置PWM輸出的方向，這個輸出是一個通用I/O管腳；4、啟動定時器；5、使能PWM控制器PWM的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉換。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或將邏輯0改變?yōu)檫壿?時，也才能對數(shù)字信號產生影響。對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點，而且這也是在某些時候將PWM用于通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當?shù)腞C或LC網(wǎng)絡可以濾除調制高頻方波并將信號還原為模擬形式。411PWM控制的基本原理采樣控制理論中有一個重要結論沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有