图5 键盘显示子程序流程图
Fig.5 Keyboard and display Flowchart
3.2 外部中断服务程序
当IGBT上发生过电流，“EXB840”立即向96单片机申请中断，CPU马上发出指令封锁所有的输出，有效地保护各功率器件. 3.3 HSO中断服务程序
见图6，为了生成SPWM波形，利用了HSO中断，每一个脉冲是由两个脉宽相同的低电平和一个高电平组成，在最后一个低电平周期结束时，设置一个HSO中断，当这次脉冲输出完成后响应这个中断，而后再设置下一个脉冲定时，由于高速输出口HSO的定时事件的发生都是相对于定时器T1的相对时间,定时器T1为16位计数器,每8个状态周期其计数值增1,正常工作时一直在循环计数,没有终止或启动操作，所以设置一16位寄存器，将定时相对时间计数值不断累加，这样就可以设置相对时间.一旦响应HSO中断，进入中断服务程序，立即判断A相标志位，该标志位是表明工作在正半周还是负半周，当标志位为1，说明在正半周运行，控制V1的“HSO0”工作，而控制V4的“HSO1”关断.设一脉冲计数器，初始时设调制比为N，每完成一个脉冲，计数值减1，当减为0时，说明半周工作结束，重新设置调制比，A相标志取反.其它各相依此类推，只是相应相位差120°.
图6 HSO中断服务程序流程图(A相) Fig.6 HSO interrupt flowchart (Phase A)
4 实际应用
为防止意外，在程序中设有WATCHDOG，一旦程序跑飞可及时恢复.在使用“EXB840”时应注意输入输出电路应分开，以保证有适当的绝缘强度和高的噪音阻抗.IGBT的栅射极回路的接线长度一定要小于1 m，且应使用双绞线.关于死区问题，传统上为了防止同一桥臂的同时导通导致短路，在IGBT切换时应设一死区.但是在本设计中不必专门设置死区时间，因为响应中断时电平始终是低电平，也就是说切换时另一路也必然是低电平，而且为了保证IGBT能够及时响应，所有小于10 μs的定时时间全部被削去，这样也就有足够的时间使切换顺利进行. 图7～10为示波器拍片、扫描所得图形.
图7 HSO口输出电压波形
Fig.7 voltage output waveform from HSO
图8 f=10 Hz输出电流(iab)波形
Fig.8 f＝10 Hz current (iab) output waveform
图9 f=20 Hz输出电流(iab)波形
Fig.9 f＝20 Hz Current (iab) output waveform
图10 f=50 Hz输出电流(iab)波形
Fig.10 f＝50 Hz current (iab) output waveform
谐波系数Cn，频谱图（N=9、18、36）如图11所示，随着N增大，同一个谐波系数减小，对2N-1次以下谐波具有较强的抑制能力.
经调试该系统的输出波形较好，谐波较小，接近正弦波程度高，有较好的实用价值.
图11 谐波分析
Fig.11 Harmonic analysis
基于PIC单片机的SPWM控制技术
作者：陈晓萍，王念春，马玉龙 转贴自：中国电源
摘要：重点介绍了基于PIC单片机采用面积等效法产生SPWM控制波形的方法。通过具体试验，由SPWM来控制IGBT逆变系统的运行。最后给出了软硬件结合设计方法，结合试验结果波形进行谐波分析。此方法在UPS的设计中有较强的实用价值。
关键词：PIC单片机；SPWM；面积等效法；谐波分析 0 引言
在UPS等电力电子设备中，控制方法是核心技术。早期的控制方法使得输出为矩形波，谐波含量较高，滤波困难。SPWM技术较好地克服了这些缺点。目前SPWM的产生方法很多，汇总如下。
1）利用分立元件，采用模拟、数字混和电路生成SPWM波。此方法电路复杂，实现困难且不易改进；
2）由SPWM专用芯片SA828系列与微处理器直接连接生成SPWM波，SA828是由规则采样法产生SPWM波的，相对谐波较大且无法实现闭环控制；
3）利用CPLD（复杂可编程逻辑器件）设计，实现数字式SPWM发生器；
4）基于单片机实现SPWM，此方法控制电路简单可靠，利用软件产生SPWM波，减轻了对硬件的要求，且成本低，受外界干扰小。
而当今单片机的应用已经从单纯依赖于51系列单片机向其它多种单片机发展，尤其以嵌入式PIC单片机的发展应用更为广泛。PIC单片机含具有PWM功能的外围功能模块（CCP），利用此模块更容易通过软件实现SPWM，且具有更快的执行速度。本文采用软硬件结合设计的方法，利用面积等效法，并且基于PIC单片机实现对试验逆变系统的SPWM控制。
1 面积等效的SPWM控制算法
目前生成SPWM波的控制算法主要有4种。 1）自然采样法； 2）对称规则采样法； 3）不对称规则采样法； 4)面积等效法。
理论分析后知自然采样法和面积等效法相对于规则采样法谐波较小，对谐波的抑制能力较强。又因为PIC单片机片内无较大空间实现在线运算，所以自然采样法不利于软件实现。本文的试验系统采用面积等效法实现SPWM控制，其原理如图1所示。
图1 SPWM面积等效算法
利用正弦波小块面积S1与脉冲面积S2相等原则，将正弦波的正半周分为N等分，则每一等分的宽度为π/N弧度，利用面积等效法计算出半个周期内N个不同的脉宽值，将产生的脉宽数列以列表形式存于PIC单片机的ROM中，以供程序调用。
脉宽产生的基本公式为
δk=Msinωtdt=（1）
SPWM开关点时刻公式为
xon=（2）