占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调方波发生器电路及其原理分析
占空比可调方波发生器电路及其原理分析在电气专业及日常生活中，常常会用到方波信号。
有很多方法可以实现方波的产生，为方便以后实验和生活中遇到产生方波的情况，需要设计出通过改变参数以实现占空比可调的方波产生器。
利用到模拟电子技术和数字电子技术的相关知识，如波形发生器原理、555定时器原理以及更多的扩展。
将理论运用于实践，设计出切实可行的电路来，并用Multisim仿真软件进行电路的模拟运行。
这就要求我们也必须熟练地掌握Multisim的运用，用它来仿真出各种电路。
设计一个占空比可调的方波发生器；其占空比调节范围为：minD=%3.8；maxD=%7.91。
方波频率约为1KHz。
分析用555定时器设计的方案：555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。
通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。
一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压变化范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下图为555集成电路内部结构框图：其中由三个5KΩ的电阻1R、2R和3R组成分压器，为两个比较器C1和C2提供参考电压，当控制端MV悬空时（为避免干扰MV端与地之间接一0.01μF左右的电容），3/2CCAVV=，3/CCBVV=，当控制端加电压时MAVV=，2/MBVV=。
放电管TD的输出端Q‘为集电极开路输出，其集电极最大电流可达50mA，因此具有较大的带灌电流负载的能力。
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析方波振荡电路是一种常见的信号发生器，其主要原理是利用RC（电容电阻）网络来产生周期性的方波信号。
在方波振荡电路中，通过不断充放电的过程，可以产生具有可调节占空比的方波信号。
本文将介绍方波振荡电路的工作原理，并通过案例分析来进一步说明其应用。
一、方波振荡电路的工作原理方波振荡电路通常由信号源、比较器和反馈网络组成。
信号源产生一个周期性的信号输入到比较器中，比较器将信号与一个特定的阈值进行比较，然后输出一个相应的方波信号。
反馈网络通过将一部分输出信号反馈到输入端来实现自激振荡。
在方波振荡电路中，一个常见的结构是基于RC多谐振荡器。
在这种电路中，RC网络实现了信号的充放电过程，从而产生周期性的方波波形。
通过调节RC的参数（如电容和电阻的数值），可以实现方波信号的占空比调节。
当RC网络的时间常数足够短时，振荡频率可以达到几十千赫兹以上。
二、方波振荡电路的案例分析为了更好地理解方波振荡电路的工作原理，我们可以通过一个具体的案例来进行分析。
假设我们需要设计一个可调节占空比的方波振荡器，其频率为1kHz，占空比可在20%至80%之间调节。
首先，我们可以选择合适的电容和电阻数值来构建RC振荡网络。
通过计算公式得知，当频率为1kHz时，RC的时间常数应为1ms。
因此，我们可以选择一个1000pF的电容和一个1kΩ的电阻来构建RC网络。
接下来，我们需要设计一个比较器电路来实现方波信号的输出。
可以选择一个双稳态触发器作为比较器，并通过一个可调节的电位器来调节阈值电压，从而实现占空比的调节。
最后，将反馈网络连接到输出端，实现自激振荡。
通过对反馈电阻和电容进行调节，可以实现振荡频率和占空比的微调。
通过上述步骤，我们可以设计一个可调节占空比的方波振荡器，用于实现特定频率和波形要求的信号发生。
这种方波振荡器在许多领域都有广泛的应用，如通信、测试仪器、音频处理等。
总之，方波振荡电路是一种常见的信号发生器，通过RC网络和比较器来实现周期性的方波输出。
555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告
555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告电子技术课程设计说明书题目：系部：专业：班级：学生姓名: 学号:指导教师:年月日目录1 设计内容： (1)1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明. (1)1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能.. (1)1.3 完成下列参数要求的电路设计。
（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）.. 12.1 设计电路原理图； (1)2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行； (1)2.3 撰写实验报告。
(1)3 实验目的： (1)3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。
(1)3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。
(1)3.3 掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。
(1)4 实验器材： (1)5 实验原理： (2)5.1 555电路的工作原理 (2)5.1.1 555芯片引脚介绍 (2)5.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明： (4)5.1.3 占空比可调的方波信号发生器 (4)6 实验内容及实验数据 (6)6.1 设计内容及任务 (6)6.2 实验数据 (6)6.2.1 100HZ仿真电路图 (6)100HZ 仿真电路结果 (7)6.2.2 1000HZ仿真电路图 (9)1000HZ 仿真电路结果 (10)7 结论： (11)8 参考文献 (11)1 设计内容：1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明.1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..1.3 完成下列参数要求的电路设计。
（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）A.当方波输出频率f=100HZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；B.当方波输出频率f=1KHZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；2 任务如下：2.1 设计电路原理图；2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行；2.3 撰写实验报告。
方波振荡占空比可调电路分析
方波振荡占空比可调电路分析通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：U 0U NU PU z U c R 3R 2R 1R图5.13方波发生电路二、工作原理从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
电容上电压U C 和电路输出电压U O 波形如图所示。
矩形波的宽度T k 与周期T 之比称为占空比，因此U O 是占空比为1/2的矩形波。
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析参考电路图5.12所示，测试电路，计算波形出差频率。
电容图5.12 方波发生电路(multisim)通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：U 0U NU PU z U c R 3R 2R 1R图5.13方波发生电路二、工作原理从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
可调占空比的方波发生电路
可调占空比的方波发生电路
可调占空比的方波发生电路是指可以实现方波输出信号的占空比（即高电平与低电平时间的比值）可调的电路。
这种电路在通信、控制、测量等领域有广泛的应用。
以下是一种常见的可调占空比的方波发生电路：
该电路主要由555定时器、电阻R1、R2、电容C1和可调电阻R3组成。
555定时器具有双稳态特性，可以产生稳定的矩形脉冲信号。
当555定时器的输出信号为高电平时（Uo=1），R1上的电压会通过C1进行充电，当电压达到2.5V时，555定时器输出信号跳变为低电平（Uo=0）。
此时，R2上的电压通过C1进行放电。
当555定时器的输出信号为低电平时，可调电阻R3的阻值会影响电路的充放电时间常数，从而改变输出信号的占空比。
通过调整R3的阻值，可以实现占空比的可调。
此外，还可以通过改变R1、R2、C1的值来调整电路的频率和输出信号的幅值。
总之，该电路利用555定时器的双稳态特性实现占空比可调的方
波输出，通过调整可调电阻R3的值，可以实现占空比的可调。
方波振荡电路原理
方波振荡电路原理1. 什么是方波振荡电路方波振荡电路是一种能够产生方波信号的电路。
方波信号是一种具有固定频率和占空比的特殊波形信号。
在方波信号中，信号的幅值在不同的时间段内保持不变，然后突变到另一个幅值。
方波振荡电路由信号源、集成电路、电容、电感等元件组成，通过这些元件之间的相互作用，产生周期性的方波输出。
2. 方波振荡电路的工作原理方波振荡电路的工作原理涉及到元件的充放电过程以及正反馈的作用。
下面是一个典型的方波振荡电路示意图：+-----------+| || 信号源 || |+-----+-----+|| +-----++----->---|集成电路|| +-----+|||+-+-+| || 电容|| |+-+-+|||+-+-+| || 电感|| |+-+-+当电路开始工作时，信号源会提供一个初始电压供电路使用。
集成电路负责产生方波信号，将信号送入电容和电感中。
开始时，电容和电感中都没有电荷，电容会通过集成电路的输出获得电荷，而电感会尽量保持电流不变。
当电容充满电荷时，集成电路会将输出信号反转，电容开始放电，此时电感中的电流保持不变。
当电容放电完毕时，集成电路再次反转输出，电容重新充电，电感中的电流保持不变。
如此循环往复，电容和电感中的充放电过程形成了周期性的方波信号。
3. 方波振荡电路的设计参数方波振荡电路的设计中需要考虑以下几个参数：•频率：方波信号的频率是由信号源和电容电感决定的，可以通过调整这些元件的参数来控制方波的频率。
•占空比：方波信号的占空比是指方波信号中高电平和低电平的时间比例，可以通过调整信号源的输入来控制占空比。
•幅值：方波信号的幅值可以通过调整电路中的元件参数来控制，比如改变电容的电压和电感的电流。
4. 方波振荡电路的应用方波振荡电路在电子工程领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：•时钟信号源：方波信号可以用作计算机等电子设备的时钟信号源，用于同步电路中各个模块的操作。
占空比可调的方波数字信号源电路设计
机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATION No1 Feb.第1期（总第224期）2021年2月文章编号=1672-6413（2021）01-0151-02占空比可调的方波数字信号源电路设计櫜吕栋腾（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300）摘要：电子设计自动化（EDA）是集成电路（IC）技术领域的一种重要设计手段。
以Altera公司的MAX 7000系列CPLD为载体设计方波数字信号源电路，选用当前主流的EDA软件MAX+PLUS II作为技术开发平台，采用VHDL作为硬件描述语言，通过芯片下载测试和波形仿真，实现了方波数字电路的功能，为方波数字电路的设计提供了一种新的实现方法。
关键词：MAX+PLUSII；CPLD；方波电路；占空比；VHDL中图分类号：TP273文献标识码：A0引言在自动控制系统中，方波信号的应用非常广泛，通常可作为一种标准信号在电子电路、测试仪器中进行性能试验或者物理量检测［］。
方波由基频加奇次谐波组成，奇次谐波的丰富程度和谐波之间的相位关系会影响方波的产生。
方波的占空比简单来讲是指电路被接通的时间占整个工作周期的百分比，它可以是0〜100%之间的任意值。
通过控制方波的占空比，配合高精度的传感器，可实现复杂控制系统的闭环控制。
本次设计以MAX+PLUS II作为开发平台，采用VHDL 语言编程，CPLD为主要载体来实现占空比可调的功能测试。
1方波电路的设计方法本次设计的电路系统是一个高电平和低电平分别可以调整的数字信号源电路，用于控制3000V高压电源对电容的充放电，输出频率为0.3Hz〜3Hz,输出电平要和TTL电平兼容。
方波电路常见的设计方法有模拟电路、单片机和专用逻辑电路ASIC三种方法。
模拟电路的方法通过压控振荡电路得到不同频率的方波，但其抗干扰能力差，难以通过上位机控制。
单片机可以得到稳定度高的脉冲，但如果脉冲周期不是时钟信号的整数倍时，需要重新编写程序。
占空比可调电路
占空比可调电路一、引言占空比可调电路是一种常见的电路，它可以通过改变输入信号的占空比来控制输出信号的幅值和频率。
这种电路在工业控制、电力电子、通信等领域都有广泛应用。
二、占空比可调电路的基本原理占空比可调电路是由一个周期性信号源和一个开关管组成的。
当开关管导通时，周期性信号源的输出被传递到负载上；当开关管截止时，负载断开与周期性信号源之间的连接。
因此，在不同占空比下，输出信号的幅值和频率都会发生变化。
三、占空比可调电路的分类根据开关管类型，占空比可调电路可以分为晶闸管型和场效应管型两类。
晶闸管型：晶闸管型占空比可调电路主要由晶闸管、反并联二极管和控制触发器组成。
其中控制触发器可以通过改变触发脉冲宽度来实现对晶闸管导通时间的控制。
场效应管型：场效应管型占空比可调电路主要由MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和反并联二极管组成。
其中MOSFET的导通时间可以通过改变控制信号的电压来控制。
四、占空比可调电路的应用占空比可调电路在工业控制、电力电子、通信等领域都有广泛应用。
1. 工业控制：占空比可调电路可以用于变频器、直流调速器等设备中，实现对电机转速的控制。
2. 电力电子：占空比可调电路可以用于开关电源、逆变器等设备中，实现对输出功率的控制。
3. 通信：占空比可调电路可以用于数字信号处理中，实现对数字信号的采样和重构。
五、占空比可调电路的优缺点优点：1. 可以实现对输出信号幅值和频率的精确控制。
2. 可以通过改变输入信号的占空比来实现输出信号的幅值和频率调节。
3. 适用范围广泛，可以应用于工业控制、电力电子和通信等领域。
缺点：1. 开关管导通时会产生较大的开关损耗，并且会产生较大的EMI（Electromagnetic Interference）噪声。
2. 需要精密的控制电路，因此成本较高。
六、结论占空比可调电路是一种常见的电路，它可以通过改变输入信号的占空比来控制输出信号的幅值和频率。
该电路适用范围广泛，在工业控制、电力电子和通信等领域都有广泛应用。
实验十七 占空比可调的矩形波振荡器
实验十七占空比可调的矩形波振荡器一、实验目的1. 通过占空比可调的矩形波振荡器的设计，进一步熟悉集成运算放大器的应用。
2. 进一步熟悉常用电子仪器的正确使用方法；正确记录并分析实验结果。
3. 学会设计实验总结报告。
4. 熟悉EWB仿真软件的使用。
二、设计任务与要求设计一个占空比可调的矩形波振荡器电路。
1. 根据要求查阅资料，确定实验方案。
2. 要求先用Multisim仿真软件进行仿真，确定元器件参数，并打印出仿真电路图（要求显示示波器的全部面板图并调整标尺使之显示“T2-T1=？”，即振荡器的振荡周期，在图中标出稳压管的稳压值）、输出波形图，波形图应包括占空比分别为20％、50％、80％时的波形，最后到实验室进行实验。
3. 电路用μA741集成运算放大器构成。
4. 要求电路的振荡频率为300H Z，输出电压的峰峰值14V。
5. 应根据ELA-Ⅱ型模拟电路实验仪所提供的元器件设计电路。
6. 预习报告中应包括元器件的有关资料，参数计算及电路的详细工作原理。
7. 自拟实验步骤，进行测试，将实测值和理论值进行比较。
8. 写出设计报告。
三、设计实验报告要求设计实验总结报告是学生对规定实验内容设计全过程的系统总结。
学生应按规定的格式编写设计报告。
其主要内容有：1. 课题名称、班级、姓名、同组人。
2. 实验目的3. 设计任务与要求。
4. 方案选择与电路工作原理。
5. 单元电路原理图，总体电路图，以及它们的说明；单元电路的设计方案与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。
6. 电路调试。
对电路调试过程中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；记录、整理测试结果。
将测量值和理论计算值进行比较。
7. EWB仿真结果。
8. 实验收获和体会、存在的问题和进一步的改进意见等。
83。
占空比可调的方波变换电路
沈阳工程学院课程设计设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自控控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号********** 指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：占空比可调的方波变换电路系别自动控制工程系班级测控本082学生姓名张国辉学号2008310225指导教师黄硕/张玉梅职称讲师/讲师课程设计进行地点：实训F203任务下达时间：2010 年 5 月12 日起止日期：2010年5月24日起——至2010年5月28日止教研室主任秦宏2010年5 月5 日批准占空比可调的方波变换电路1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握比较器、PWM（占空比调制）电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2 基本要求（1）含有输入隔离级；（2）输入方波信号，幅度3V，频率1kHz；（3）占空比可线性调整；（4）输出调制占空比的方波频率要求频率1kHz。
1.3 发挥部分自主方波产生电路；（2）其他。
2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。
项目齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3 时间进度安排2010.5.28沈阳工程学院模拟电子技术课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：测控本082 学生姓名：张国辉中文摘要脉宽调制(PWM:(Pulse Width Modulation)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
占空比可调的方波发生器电路设计(0~100%可调)
华中师范大学武汉传媒学院课程设计课程名称__________________题目__________________专业__________________ 班级__________________ 学号__________________ 姓名__________________ 成绩__________________ 指导教师_________________________年_______ 月_______日实现占空比可调发生器1.目标（1）占空比可调范围0<D<100%（2）输出方波电压值：Vo=2v（3）振荡频率：f=1kHz（4）波形稳定2.思路根据555定时器改变阀值电压的值使之输出高电平或低电平的原理，就可以产生方波，通过电位器改变电阻的阻值来控制高低电平的时间就可以调节占空比了；通过调节输入的电压值，再通过万用表测量输出的电压值就可以保证输出幅度为某一定值；根据振荡频率公式，已知电阻值和输出振荡频率就可以算出需要电容值，以保证振荡频率为某一定值；为保证波形稳定，采用差分电路形式，用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小；而为了简化电路及运算，采用两个二极管的单向导电特性，使电容器的充放电回路分开，回路不再重复，计算更加简便。
3.电路图（1）输入模块二极管D1，D2的单向导电性，使电容器C的充放电回路分开，调节电位器，就可以调节多谐振荡器的占空比。
（2）处理模块：555定时器各引脚功能如下：1脚：外接电源负极或接地（GND）。
2脚：TR触发输入。
3脚：输出端（OUT或Vo）。
4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输入什么，电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。
5脚：控制电压端CO(或VC)。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
《单片机原理与应用》频率占空比可调的方波发生器
《单片机原理与应用》频率占空比可调的方波发生器1 单片机介绍及仿真原理MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。
称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。
该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
单片机有集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。
单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。
本课题讨论的方波发生器的核心是目前应用极为广泛的 51系列单片机。
本次课程设计运用的仿真软件是Proteus。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051ARM、8086和MSP430等。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
2 设计原理本设计通过单片机80C51的P3口的P3.0和P3.1两个引脚输出两路方波信号，通过P1口的矩阵键盘（只用到其中4个）来控制输出方波的相位和频率变化以及复位。
单片机课程设计---占空比可调的方波发生器
单片机课程设计---占空比可调的方波发生器————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：东 北 石 油 大 学课 程 设 计2011年 7 月 22日课 程 单片机课程设计 题 目 占空比可调的方波发生器 院 系 电气信息工程学院测控系 专业班级 测控08—02 学生姓名 项鸿雁 学生学号 080601240201 指导教师 路敬祎(讲师）、段志伟（讲师)东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目占空比可调的方波发生器专业测控技术与仪器姓名项鸿雁学号080601240201 一、任务设计一款基于AT89C51单片机的占空比可调的方波发生器,实现方波发生器占空比可调.二、设计要求［1] 通过电位器产生电压,控制占空比可调的方波.[2］通过对AT89C51单片机的编程，实现占空比可调的方波发生器。
［3］写出详细的设计报告.[4］给出全部电路和源程序。
三、参考资料[1］李正发.电工电子技术基础实验［M]。
北京：科学出版社，2005。
110-115。
[2] 李群芳,张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术(第2版）[M]。
北京:电子工业出版社。
2005。
68—76.［3] 周永金.模拟电子技术与应用［J］。
西安：陕西国防学院电子教研室.2005。
34-56.［4] 朱志伟,刘湘云.单片机及嵌入式系统的应用［J].北京：北京航空航天大学出版社,2010.(06）。
［5］张毅刚.单片机原理及应用［M］.高等教育出版社.2003：160-190.完成期限2011。
7.13 至2011。
7。
22指导教师路敬祎（讲师)、段志伟（讲师)专业负责人曹广华2011年7月13 日目录第1章绪论 (1)1。
1 占空比可调的方波发生器概述 (1)1。
2 占空比可调的信号发生器技术状况 (1)1。
3 本设计任务 (3)第2章总体方案论证与设计 (4)2.1 方案设计与选择 (4)2。
用555定时器构成占空比可调多谐振荡器
而且占空比是固定不变的。 占空比：脉冲宽度与周期之比
q TW 1 R1 R2
改变R1或改变R2都会引起周期T的改变。 T
R1 2R2
在实际应用中常常需要频率固定而占空比可调。
占空比可调多谐振荡器电路
电路特点：
R1
电容C的充、放电通路分别用二极管D1和
D2隔离。RW为可调电位器。
R2
★ 充电时，只和R1有关， tW10.7R1C
τ= R2 C
★ 放电放电路电暂输结态出束持周转续期换时：电间压TVWC2(为TW：2)=1/3tWV2CCR2Cln001332VVCCCC 0.7R2C
T = tw1+ tw2 = 0.7(R1+2R2精)品C课通0件.过1H改z~变300RK和HzC可的以振得荡到频率。
用555定时器组成的多谐振荡器暂态宽度tw1≠ tw2，
q R1 R1 R2
50%
1、电子琴电路
S1~S8代表八个琴键开关，按下不同的琴键时，振荡 器接入不同的电阻，电路产生不同的振荡频率。
如果R21~R28阻值 选配得当，喇叭便可以
发出八个不同音阶。
48
7 555 3
V CC
6
2
15
C
0.01μF
精品课件
2、模拟声响电路
用两个多谐振荡
V CC
器组成模拟声响电路。 R1A 4 8
R1B
48
适当选择定时元 R2A 件，使f：A 1HZ
fB 1KHZ C
7 555(A)
VO1
3
R2B
6 2
15
0.01μF
C
7
555(B) 3
VO2
6 2
方波振荡电路原理
方波振荡电路原理方波振荡电路是一种电子电路，可以产生方波信号。
方波信号是一种具有高低电平两种状态的周期性信号，其波形呈现矩形的形状。
方波信号在电子技术中有着广泛的应用，例如在数字通信、计算机科学和自动控制等领域中都有重要的作用。
方波振荡电路的原理主要包括信号发生器、比较器和反馈网络。
信号发生器产生一个连续的正弦波信号，比较器将正弦波信号与一个参考电平进行比较，根据比较结果控制输出信号的高低电平。
反馈网络将输出信号反馈给信号发生器，使其保持振荡运行。
在方波振荡电路中，信号发生器的作用是产生一个正弦波信号。
正弦波信号的频率取决于信号发生器的设计和元器件参数的选择。
比较器将正弦波信号与一个参考电平进行比较，根据比较结果控制输出信号的高低电平。
当正弦波信号的幅值大于参考电平时，输出信号为高电平；当正弦波信号的幅值小于参考电平时，输出信号为低电平。
反馈网络将输出信号反馈给信号发生器，使其保持振荡运行。
反馈网络的作用是将输出信号反馈给信号发生器，使其产生一个与输入信号相位相同、幅值相等的正弦波信号。
通过调整反馈网络的参数，可以改变方波信号的频率和占空比。
方波振荡电路的工作原理可以用以下步骤来描述：1. 信号发生器产生一个正弦波信号。
2. 比较器将正弦波信号与一个参考电平进行比较。
3. 比较器根据比较结果控制输出信号的高低电平。
4. 反馈网络将输出信号反馈给信号发生器，使其产生一个与输入信号相位相同、幅值相等的正弦波信号。
5. 重复步骤1至步骤4，使方波振荡电路保持振荡运行。
方波振荡电路可以通过调整信号发生器的频率和幅值来改变方波信号的特性。
频率和幅值的变化会影响方波信号的周期、占空比和振幅等参数。
通过合理选择元器件和调整参数，可以实现所需的方波信号特性。
总结起来，方波振荡电路是一种能够产生方波信号的电子电路。
其原理基于信号发生器、比较器和反馈网络的相互作用。
方波振荡电路的应用广泛，可以在数字通信、计算机科学和自动控制等领域中发挥重要作用。
占空比可调电路原理
占空比可调电路原理一、引言占空比可调电路是一种常见的电子电路，其主要作用是调节信号的占空比。
在电子领域中，占空比是一个非常重要的参数，它描述了一个周期中高电平信号所占的比例。
占空比可调电路可以根据需要，通过改变电路的参数来调节信号的占空比，从而满足不同的应用需求，提高系统的稳定性和可靠性。
二、占空比的定义与意义占空比是一个周期中高电平信号所占的比例，通常用百分比表示。
在一个周期的时间内，高电平信号所占的时间称为”占空比”，而低电平信号所占的时间则称为”空载比”。
占空比的大小直接影响到信号的平均功率、波形形状等特性。
占空比可调电路在实际应用中有着广泛的应用。
例如，它可以用于直流电源的开关电源，通过控制开关管的导通和关断时间来调节输出电压的大小；在交流变频调速系统中，可以通过调节PWM信号的占空比来改变电机的转速；在LED调光系统中，可以通过调节PWM信号的占空比来实现灯光的亮度调节等。
三、占空比可调电路的分类根据占空比可调电路的工作原理和实现方式，可以将其分为以下几类：1. 定时器控制占空比可调电路定时器控制占空比可调电路是一种常见的实现方式。
它利用定时器的计数功能和中断触发来实现占空比的调节。
定时器的计数周期由一个时钟源提供，可以通过改变时钟源的频率来改变计数周期。
而定时器中断触发时刻可以通过改变计数阈值来控制。
通过调节时钟源的频率和计数阈值，可以实现对信号的占空比进行精确控制。
2. 电压控制占空比可调电路电压控制占空比可调电路是另一种常见的实现方式。
它利用电压比较器和控制电路来实现占空比的调节。
电压比较器接收两个输入信号，其中一个信号是待调节的信号，另一个信号是参考电压。
通过改变参考电压的大小，可以改变比较器的触发阈值。
当待调节信号的幅值超过比较器的触发阈值时，比较器输出高电平信号，否则输出低电平信号。
通过控制参考电压的大小，可以实现对信号的占空比进行精确控制。
3. 脉宽调制（PWM）占空比可调电路脉宽调制（PWM）占空比可调电路是应用最广泛的一种实现方式。
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占空比可调的方波振荡电路工作原理及案例分析
参考电路图5.12所示，测试电路，计算波形出差频率。
电容
图5.12 方波发生电路(multisim)
通过上述电路调试，发现为方波发生器。
一、电路组成
如图5.13，运算放大器按照滞回比较器电路进行链接，其输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动的产生相互变换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间，间隔交替变化，即产生周期性的变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
电路组成：如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC 电路组成。
RC 回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC 充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图6.8所示：
U 0
U N
U P U z
U c
R 3
R 2
R 1
R
图5.13方波发生电路
二、工作原理
从图5.13可知，设某一时刻输出电压U O =+U Z ，则同相输入端电位U P =+U T 。
U O 通过R 对电容C 正向充电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐升高，当t 趋近于无穷时，U N 趋于+U z ;
当U N =+U T ，再稍增大，U O 就从+U Z 越变为-U Z ，与此同时U p 从+U T 越变为-U T 。
随后，U O 又通过R 对电容C 放电。
反相输入端电位U N 随时间t 增长而逐渐降低，当t 趋近于无穷时，U N 趋于-U Z ；当U N =-U T ，稍减小，U O 就从-U Z ，于此同时，U p 从-U T 跃变为+U T ,电容又开始正向充电。
上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
三、波形分析及主要参数
由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均等于R3C,而且充电的总幅值也相等因而在一个周期内U O =+U Z 的时间与U O =-U Z 的时间相等，U O 对称的方波，所以也称该电路为对称方波发生电路。
电容上电压U C 和电路输出电压U O 波形如图所示。
矩形波的宽度T k 与周期T 之比称为占空比，因此U O 是占空比为1/2的矩形波。
利用一阶RC 电路的三要素法可列出方程，求出振荡周期。
3122(12/)T R C R R =+
振荡频率为： 1/f T =
调整电压比较器的电路参数R 1，R 2和U Z 可以改变方波发生电路的振荡幅值，调整电阻R 1，R 2，R 3和电容C 的数值可以改变电路的振荡频率。
四、占空比可调电路
占空比的改变方法:使电容的反向和正向充电时间常数不同。
利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，占空比可调的矩形波发生电路如图2-5所示，电容上电压和输出波形的如图
6.19
Z
U ±O
图
5.14占空比可调电路
电路工作原理：当U O =+U Z 时，通过RW1，D1，和R3对电容C 正向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数为：
113()W R R C
τ=+
当U O =-U Z 时，通过RW2，D2和R3对电容C 反向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数
223()W R R C τ=+
利用一阶RC 电路的三要素法可以解出
1
112
2ln(1)R T R τ≈+
1
222
2ln(1)R T R τ≈+
1
1232
2(2)ln(1)W R T T T R R C R =+≈++
从上式改变电位器的滑动端可改变占空比，但不能改变周期。