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资源说明：GMS97C2051是LG公司生产的与MCS51系列兼容的20脚小型化CPU芯片，具有价格便宜、功能完善的特点。文中介绍了利用该芯片实现逆变器控制所必需的SPWM发生器的原理和方法，并对CPU的计算过程、软件设计流程进行了详细说明。
《用GMS97C2051实现的三相SPWM波形发生器》
在中小功率的三相逆变器系统中，脉宽调制（PWM）技术是核心控制策略之一，它能有效提升电力转换效率和输出质量。GMS97C2051，这款由LG公司生产的单片机，因其与MCS51系列的兼容性和经济实惠的价格，成为了一种理想的解决方案。本文详细阐述了如何运用GMS97C2051来构建三相SPWM波形发生器，同时对CPU的计算过程和软件设计进行了深入解析。
SPWM（正弦脉宽调制）是一种高效且精确的调制技术，通过不对称规则采样策略可以生成高质量的SPWM波形。这种策略涉及到在三角波载波的峰值和谷值对调制信号进行采样，生成一系列阶梯状波形，并找出与三角波交点，以此确定PWM的开关时刻。采样周期是载波周期的一半，而调制比（M）决定了输出脉冲的宽度。根据公式，我们可以计算出在不同时间点的脉冲宽度，以生成无偶次谐波且高次谐波幅值较小的SPWM波形。
在GMS97C2051中实现SPWM算法，关键在于选取合适的载波比N，通常选择3的整数倍以保证输出电压的对称性。根据采样次数k，可以计算出每相的脉冲宽度。此外，调制比M会随着逆变器输出频率的变化而变化，例如在电机驱动应用中，通常需要保持恒定的U/f比，这时M与频率的关系可以用线性关系表示。通过预先计算并储存正弦函数值，可以在运行时快速查询，提高计算效率。
在软件设计上，整个系统遵循如下的流程：逆变器的输出频率指令通过串行通信接口传送给GMS97C2051，然后计算出载波比N、采样周期Ts和调制比M。GMS97C2051的定时器T0负责SPWM的采样周期，当定时器溢出时，中断服务程序会计算出三相的PWM开关数据。然而，由于硬件限制，仅有的两个定时器不足以独立处理三相数据，因此需要对定时数据进行合并处理，通过定时中断方法输出各相的PWM信号。
GMS97C2051凭借其小巧的体积、丰富的功能和低廉的成本，成为了构建三相SPWM波形发生器的理想选择。通过巧妙的软件设计和算法优化，能够在资源有限的单片机上实现精确的SPWM控制，满足了逆变器系统对高效、可靠和经济性的要求。这种解决方案不仅适用于电子竞赛和仪器仪表类项目，也广泛应用于工业自动化、新能源发电等领域，展示了单片机在现代电力电子技术中的重要作用。
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