SPWM（正弦脉宽调制）是逆变器、电机控制等领域常用的技术，通过调节PWM波的占空比来逼近正弦波形。以下是用单片机实现SPWM的基本步骤和关键点：

1. 基本原理

• 目标：生成一系列宽度按正弦规律变化的脉冲，通过低通滤波后得到近似正弦波。
• 核心思想：用高频三角波（载波）与低频正弦波（调制波）比较，交点决定PWM脉冲的占空比。

2. 实现步骤

(1) 生成正弦表

• 计算正弦值：将一个正弦波周期分为N个点（如200点），计算每个点的值： [ \text{SinTable}[n] = \frac{1}{2} \left( 1 + M \cdot \sin\left( \frac{2\pi n}{N} \right) \right) ]

  • (M)为调制比（0~1），控制输出电压幅值。
  • 将结果量化为PWM占空比（例如，0~1000对应0%~100%占空比）。

• 示例代码（生成正弦表）：

  #define N 200   // 正弦表点数
  #define M 0.8   // 调制比
  uint16_t SinTable[N];
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    float value = 0.5 * (1 + M * sin(2 * 3.1415926 * i / N));
    SinTable[i] = (uint16_t)(value * PWM_MAX); // PWM_MAX为定时器最大值
  }

(2) 配置定时器与PWM

• 载波频率：通常选择10kHz~20kHz（需远高于正弦波频率）。
• PWM模式：使用单片机定时器的PWM输出功能（如STM32的PWM模式，51单片机的自动重载模式）。
• 关键配置：
  • 定时器时钟分频，设置PWM频率。
  • 使能PWM输出通道（如PA8对应TIM1_CH1）。

(3) 更新PWM占空比

• 定时器中断：配置一个定时器中断，周期性地更新PWM占空比。
  • 中断频率 = 正弦波频率 × 正弦表点数
    例如：输出50Hz正弦波，200点 → 中断频率 = 50Hz × 200 = 10kHz。
• 中断服务函数：

  volatile uint16_t index = 0;  // 正弦表索引
  void TIM_IRQ_Handler() {
    if (TIM_GetITStatus(TIMx, TIM_IT_Update)) {
        TIM_SetCompare1(TIMx, SinTable[index]); // 更新占空比
        index = (index + 1) % N;                // 循环索引
        TIM_ClearITPendingBit(TIMx, TIM_IT_Update);
    }
  }

(4) 调整输出频率

• 改变正弦波频率：调整中断发生的频率或正弦表索引的步长。
  • 方法1：修改定时器中断周期（动态调整预分频或重载值）。
  • 方法2：固定中断频率，每次索引递增步长（例如步长=2可实现2倍频）。

3. 注意事项

1. PWM频率选择：需远高于正弦波频率（至少10倍），否则滤波困难。
2. 占空比范围：确保正弦表值不超过定时器的PWM最大值（如0~PWM_MAX）。
3. 中断时间：中断服务函数必须足够快，避免影响主程序运行。
4. 死区时间：若用于H桥驱动，需在互补PWM中加入死区时间（硬件死区或软件插入）。

4. 扩展优化

• DMA传输：使用DMA自动更新PWM占空比，减少CPU负担（如STM32的DMA+TIM触发）。
• 实时计算：对于高性能单片机（如STM32F4），可实时计算正弦值，无需查表。
• SPWM谐波抑制：通过注入三次谐波（马鞍波）提高电压利用率。

示例电路

单片机PWM引脚 → 驱动电路（如MOSFET） → LC低通滤波器（截止频率≈正弦波频率） → 负载

通过以上步骤，单片机即可输出SPWM信号，经滤波后得到平滑的正弦波。具体实现需根据单片机型号调整寄存器配置和代码细节。