利用脉冲位宽调制技术和一级滤波电路实现正弦波输出

news/2025/10/14 21:22:48/文章来源:https://www.cnblogs.com/nailongtch/p/19142052

利用PWM和RC滤波电路输出正弦波

1、初始化硬件

(1)时钟

img

  • 使能RCC,选择外部高速晶振
    img
  • HCLK配置为最大的84MHz

(2)PWM

  • 使能TIM1,将PWM设为20KHz,将死区设置为25ns
    img
  • 注意:为防止开关不同步导致的短路,需要设置“死区”

PWM频率计算公式:\(频率 = \frac{计时器频率}{(预分频 + 1) \times (重装载值 + 1)}\)
此时计时器频率为84MHz,预分频数值为0,重装载值为4199,所以PWM频率为20KHz

(3)TIM

  • TIM2的时钟源设置为内部时钟,重装载值设置为4199
    img
  • 使能TIM2中断
    img

(4)代码部分

  • 在主循环外部对TIM进行初始化
  /* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//开启定时器2中断HAL_TIM_PWM_Start (&htim1,TIM_CHANNEL_1);//开启四路pwm波HAL_TIMEx_PWMN_Start (&htim1,TIM_CHANNEL_1);/* USER CODE END 2 */

2、写入代码

(1)启用TIM

  /* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//开启定时器2中断HAL_TIM_PWM_Start (&htim1,TIM_CHANNEL_1);//开启四路pwm波HAL_TIMEx_PWMN_Start (&htim1,TIM_CHANNEL_1);

(2)中断回调

  • 在主函数外侧定义中断回调
/* USER CODE BEGIN PM */
uint16_t spwmcnt=0;//数组计数值:0~399;
float M=0.8;//调制比M:0~1int spwm_group[400]={33,99,165,231,297,362,428,494,559,624,690,755,819,884,948,1013,1076,
1140,1203,1266,1329,1392,1454,1515,1577,1638,1698,1758,1818,1877,1936,1994,2052,
2110,2166,2223,2278,2333,2388,2442,2495,2548,2600,2652,2703,2753,2802,2851,2899,
2946,2993,3039,3084,3129,3172,3215,3257,3298,3339,3378,3417,3455,3492,3528,3564,
3598,3632,3664,3696,3727,3757,3786,3814,3841,3868,3893,3917,3940,3963,3984,4005,
4024,4042,4060,4076,4092,4106,4119,4132,4143,4153,4163,4171,4178,4184,4190,4194,
4197,4199,4200,4200,4199,4197,4194,4190,4184,4178,4171,4163,4153,4143,4132,4119,
4106,4092,4076,4060,4042,4024,4005,3984,3963,3940,3917,3893,3868,3841,3814,3786,
3757,3727,3696,3664,3632,3598,3564,3528,3492,3455,3417,3378,3339,3298,3257,3215,
3172,3129,3084,3039,2993,2946,2899,2851,2802,2753,2703,2652,2600,2548,2495,2442,
2388,2333,2278,2223,2166,2110,2052,1994,1936,1877,1818,1758,1698,1638,1577,1515,
1454,1392,1329,1266,1203,1140,1076,1013,948,884,819,755,690,624,559,494,
428,362,297,231,165,99,33,-33,-99,-165,-231,-297,-362,-428,-494,-559,
-624,-690,-755,-819,-884,-948,-1013,-1076,-1140,-1203,-1266,-1329,-1392,-1454,-1515,-1577,
-1638,-1698,-1758,-1818,-1877,-1936,-1994,-2052,-2110,-2166,-2223,-2278,-2333,-2388,-2442,-2495,
-2548,-2600,-2652,-2703,-2753,-2802,-2851,-2899,-2946,-2993,-3039,-3084,-3129,-3172,-3215,-3257,
-3298,-3339,-3378,-3417,-3455,-3492,-3528,-3564,-3598,-3632,-3664,-3696,-3727,-3757,-3786,-3814,
-3841,-3868,-3893,-3917,-3940,-3963,-3984,-4005,-4024,-4042,-4060,-4076,-4092,-4106,-4119,-4132,
-4143,-4153,-4163,-4171,-4178,-4184,-4190,-4194,-4197,-4199,-4200,-4200,-4199,-4197,-4194,-4190,
-4184,-4178,-4171,-4163,-4153,-4143,-4132,-4119,-4106,-4092,-4076,-4060,-4042,-4024,-4005,-3984,
-3963,-3940,-3917,-3893,-3868,-3841,-3814,-3786,-3757,-3727,-3696,-3664,-3632,-3598,-3564,-3528,
-3492,-3455,-3417,-3378,-3339,-3298,-3257,-3215,-3172,-3129,-3084,-3039,-2993,-2946,-2899,-2851,
-2802,-2753,-2703,-2652,-2600,-2548,-2495,-2442,-2388,-2333,-2278,-2223,-2166,-2110,-2052,-1994,
-1936,-1877,-1818,-1758,-1698,-1638,-1577,-1515,-1454,-1392,-1329,-1266,-1203,-1140,-1076,-1013,
-948,-884,-819,-755,-690,-624,-559,-494,-428,-362,-297,-231,-165,-99,-33,
};void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)  //中断回调函数 20k
{if(htim==&htim2){__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, (4200.f + M*spwm_group[spwmcnt]) / 2.0f);//频率算错了,20kHz频率改变200次20000 / 200 = 50Hz的正弦波,因此占空比整体除2spwmcnt++;if(spwmcnt==400)spwmcnt=0;	}
}
/* USER CODE END PM */

(3)验证

  • 先关闭中断,设定一个固定比较值,用示波器观察PWM波周期是否符合要求,确认无误后,可进行后续步骤

I 验证的代码部分

  • 在主循环外侧写入以下内容:
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 1000);//设置固定比较值为1000/* USER CODE END 2 */

II 示波器采样结果

  • PWM通道
    img
  • PWM互补通道
    img

3、滤波电路

  • 在完成验证后,可重新开启中断,并删除验证部分代码

(1)计算规格

  • 已知方波频率为20kHz,所以RC滤波电路的截止频率\(f_c\)应该为10kHz ~ 2kHz
  • 根据\(f_c = \frac{1}{2\pi \times R \times C}\)以及手头得器件进行选择

由于我实验室没有合适的零件,所以选择2个10Ω的电阻串联等效,1个2.2\(\mu F\)的电容和1个1.0\(\mu F\)的电容并联等效

由公式得,截止频率为\(f_c = \frac{1}{2\pi \times 10 \Omega \times 2 \times (2.2 \mu + 1.0 \mu)} = 2,486.79 Hz\)

(2) 搭建滤波电路

  • 依照下图进行搭建,电阻侧接信号源,电容接地
    img
    img

3、测试信号

  • 将示波器鳄鱼夹处夹在电容接地端,笔头接入电容与电阻之间,便能看到正弦波信号
    img
  • 分别测量PWM输出通道和PWM互补通道得滤波信号,可得到一对互补的正弦波信号
    img

4、注意事项

电容

  • 如果是使用的点解电容,请注意电容极性与电流方向匹配

采样接地端

  • 请注意将示波器表笔的接地端直接接在电容接地端,若接入开发板的接地端可能会受到其他信号的干扰

接入开发板总地线的效果,可见干扰明显增大
img

死区

  • 注意将TIM模块设置为"生成互补PWM"模式时,要开启死区保护电路,防止短路

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/937101.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

20251014

今天真是充实的一天!线上工程实训的自学过程十分顺畅,让我轻松掌握了不少知识。理发店的体验也很愉快,发型整理后感觉焕然一新。英语课的学习让我的语言能力有所提升,而晚上的离散数学作业完成得也相当顺利。这一天…

歌词本。 - Slayer

10000h、holy、loveyourself10,000 Hours Do you love the rain does it make you dance When youre drunk with your friends at a party Whats your favorite song does it make you smile Do you think of me When …

使用 Docker 快速搭建 MinIO 文件存储服务

在日常开发中,我们经常需要处理文件上传、下载、存储与访问的场景,比如图片、视频、日志文件、模型数据集等。传统的文件系统难以满足高并发、分布式部署以及云原生化的需求。而 MinIO 作为一款高性能、轻量级、兼容…

2025.10.14 正睿二十连测

正睿二十连测 B 赛场上花了 \(40min\) 写了个暴力。赛后看题解 \(20min\) + 写 \(30min\)。 有多少个长度为 \(n\) 排列,使得 \(x(n - x + 1) \le m\) (\(x\) 为 \(n\) 的位置),答案对 \(p\) 取模。 令 \(f_n\) 表…

singleton_pattern

什么是懒汉单例模式(程序在使用的时候才会构造这个类) 什么是饿汉单例模式(程序启动的时候就构造了这个类) 程序内只存在一个这样的类,不需要重复构造,避免浪费,如读取外部文件,只需一次读取,全局使用。 单例…

20251014周二日记

20251014周二日记今日: 1.上午拿麦当劳去实验室,吃早点开会,写财报。 2.中午不饿没吃,下午上课继续改财报,还要算题。顺便帮忙问问下一届考研的教材问题。 3.晚上和研二师哥师姐一起吃了饭,回实验室学下面的那些…

ai出题

江苏海洋大学考研(340 & 808)思维导图说明:此思维导图以两门自命题大纲为中心,分解为主题 → 子主题 → 关键考点,便于记忆与复习。总览340:鱼类增养殖学 / 鱼类育种学 / 水产动物营养与饲料学(重点:生态养…

Python的Numpy、Pandas和Matplotlib(随笔)

Python--Numpy import numpy as np 1、扩展程序库(维度数组与矩阵运算、针对数组运算提供大量的数学函数库) 2、N维数组对象对象:ndarray(别名array,用于存放同类型元素的多维数组 ,以 0 下标为开始进行集合中元…

财务怎样做到业财融合 - 智慧园区

1. 财务端思维转变 ✅跳出传统账本思维模式:财务人员别只盯着记账、算数据,要多琢磨业务核心逻辑,比如产品提价的原因、项目成本的具体构成。 ✅主动贴近业务全流程:主动参加业务部门的项目会、产品讨论会,把采购…

CF2146E

对于数组 \(a\),定义 \(w(a)\) 为 \(a\) 中满足 \(a_i > mex(a)\) 的下标数。现在给定长度为 \(n\) 的数组,对于每个 \(r\), 求出 \(\max\limits_{l = 1}^{r} w(a[l \sim r])\)。 考虑枚举 \(x = mex(a)\),设 \(…

Gradle使用

Gradle Wrapper distributionBase=GRADLE_USER_HOME distributionPath=wrapper/dists distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-8.6-bin.zip networkTimeout=10000 validateDistributionUr…

Spring Boot项目中集成Spring Security OAuth2和Apache Shiro

1. 引入依赖Spring Boot项目中已经包含了Spring Security依赖、Apache Shiro的依赖。 <!-- Spring Security --><dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifa…

【博客导航】

文章目录 前言 由于文章内容写的比较杂,其实大部分也是写给自己看的,所以博客的内容也有些杂乱,故在此整理一下,以供想要阅读的朋友方便寻找(还有某些没什么参阅价值的文章就不放上来了)。 博客首页博客首页【ST…

部署向量数据库milvus

系统:CentOS 8.9 部署操作如下 # docker load -i etcd-v3.6.5.tar # docker load -i minio-2023-03-20.tar # docker load -i milvus-v2.3.3.tar # docker load -i attu-v2.3.0.tar # cd /app/ # mkdir milvus_de…

从 0 到 1 实现高性能日志库 MiniSpdlog — 这可能是最适合新手的日志系统实战项目 !

嘿,各位C++er们!我是小康 👋 今天我们来聊一个每个开发者都绕不开的话题——日志记录。 你是不是还在用最原始的 cout 和 printf 调试代码?是不是因为线上程序出问题找不到日志而抓狂?别急,今天我就来给大家盘…

思想惰性:警惕时代中的精神惯性

思想惰性:警惕时代中的精神惯性 思想惰性,并非愚钝,而是一种清醒的妥协,一种在舒适区中滋长的意志松弛。它是心智面对复杂时的退缩,是灵魂回避深度思考的惯性。在信息爆炸的当下,这种惰性被技术包装成各类“权威…

完整教程:S7-200 SMART 开放式用户通信(OUC)深度指南:TCP/ISO-on-TCP(上)

完整教程:S7-200 SMART 开放式用户通信(OUC)深度指南:TCP/ISO-on-TCP(上)2025-10-14 20:55 tlnshuju 阅读(0) 评论(0) 收藏 举报pre { white-space: pre !important; word-wrap: normal !important; overflo…

journalctl 查看服务日志

1. 使用 journalctl 查看完整日志bash# 查看服务的所有日志(从最早开始) sudo journalctl -u system-monitor# 查看完整日志并实时跟踪新日志 sudo journalctl -u system-monitor -f# 查看最近100行日志 sudo journa…

对ssh修改源码过程

一.下源代码(.src.rpm) 1.centos7 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ 2.rockylinux https://mirrors.zju.edu.cn/rocky/8.10/BaseOS/source/tree/Packages/o/3.下载命令 curl -O https://mirrors.zju.edu.cn/ro…

低代码时代,企业机遇在哪里

一、当 AI “走进” 低代码:一场温柔的开发革命 要是在 2023 年说 “用说话就能搭系统”,可能还会被当成玩笑;但到 2025 年,这已经成了低代码开发的日常。Gartner 有个预测:未来 70% 的企业应用会靠低代码构建,而…