pwm波信号发生器
pwm发生器原理
pwm发生器原理PWM发生器是一种广泛应用于电子学领域的电路。
PWM发生器用于产生PWM信号，其主要用途是调整电源的DC电压，从而实现电力控制。
PWM（脉宽调制）是一种将特定项的占空比调整为期望值的技术。
本文将详细介绍PWM发生器的原理和工作方式。
PWM发生器的原理PWM发生器的基本原理是利用方波产生技术，将方波信号借助特定电路变化为PWM信号。
当电路中存在一个固定的方波脉冲时，PWM发生器会根据一个特定的控制电信号调整脉冲的开启和关闭时间。
控制信号的变化导致PWM脉冲的占空比发生变化，从而产生不同的输出控制信号。
PWM发生器的工作方式PWM发生器基于传统方波产生器的基本原理，通过一个比较器来产生的PWM信号。
PWM发生器的输出可以是方波、三角波和锯齿波等，不同的波形可以通过不同的信号数字计数器切换实现。
如果我们以方波信号为例，PWM发生器将通过不断调整方波脉冲信号的占空比来产生PWM信号输出。
控制PWM脉冲的决定性因素是一个称为“占空比”的比例。
这个比例是脉冲信号开放时间的百分比，通常被表示为一个小数（0.1表示10%）。
如果占空比为50%，那么PWM是50%的“占空比”。
在PWM发生器中，占空比可以通过锯齿波生成器等部件进行精确的调整。
总结PWM发生器是用于产生PWM信号的电路。
PWM发生器可以根据控制信号的变化调整脉冲的开启和关闭时间，从而产生不同的输出控制信号。
控制PWM脉冲的决定性因素是占空比，可以通过锯齿波生成器等部件进行精确的调整。
在电力控制和电动机驱动等领域中，广泛应用了PWM发生器。
PWM信号发生电路
1.PWM信号概述脉冲宽度调制(PWM)信号广泛使用在电力变流技术中,以其作为控制信号可完成DC-DC变换(开关电源)、DC-AC变换(逆变电源)、AC-AC变换(斩控调压)与AC-DC变换(功率因数校正)。
产生PWM信号的方法有多种,现分别论述如下:1)普通电子元件构成PWM发生器电路基本原理就是由三角波或锯齿波发生器产生高频调制波,经比较器产生PWM信号。
三角波或锯齿波与可调直流电压比较,产生可调占空比PWM信号;与正弦基波比较,产生占空比按正弦规律变化的SPWM信号。
此方法优点就是成本低、各环节波形与电压值可观测、易于扩展应用电路等。
缺点就是电路集成度低,不利于产品化。
2)单片机自动生成PWM信号基本原理就是由单片机内部集成PWM发生器模块在程序控制下产生PWM 信号。
优点就是电路简单、便于程序控制。
缺点就是不利于学生观测PWM产生过程,闭环控制复杂与使用时受单片机性能制约。
3)可编程逻辑器件编程产生PWM信号基本原理就是以复杂可编程逻辑器件(CPLD)或现场可编程门阵列器件(FPGA)为硬件基础,设计专用程序产生PWM信号。
优点就是电路简单、PWM频率与占空比定量准确。
缺点就是闭环控制复杂,产生SPWM信号难度大。
4)专用芯片产生PWM信号就是生产厂家设计、生产的特定功能芯片。
优点就是使用方便、安全,便于应用到产品设计中。
缺点就是不利于学生观测PWM产生过程与灵活调节各项参数。
2.电子元件构成PWM发生器电路图1电子元件构成PWM发生器电路3.集成芯片SG3525构成PWM发生器电路一、PWM信号发生电路说明实验电路中,驱动开关管的PWM信号由专用PWM控制集成芯片SG3525产生(美国Silicon General公司生产),PWM信号发生器电路如图2所示。
图2 PWM信号发生器电路图SG3525采用恒频脉宽调制控制方案,内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器与保护电路等。
用比较器做pwm发生器工作原理
用比较器做pwm发生器工作原理
PWM发生器是一个非常常见的电路，它可以在电路中产生一段周期性的方波，其中占空比是可调的。
这个占空比决定了方波的高电平时间和低电平时间的比值。
PWM发生器常常被用来产生脉冲信号，用来控制电机、LED、电磁阀等外围设备的工作。
在PWM发生器电路中，常常使用比较器作为核心元件。
比较器根据两个电压的大小关系，输出高电平或低电平。
当输入的两个电压相等时，比较器输出低电平。
当一个电压高于另一个电压时，比较器输出高电平。
PWM发生器的原理就是根据不同的电压信息，通过比较器的比较输出，控制高电平和低电平的持续时间来产生方波信号。
PWM发生器通常由比较器、稳压电路、电容和电阻等元件组成。
在PWM发生器电路中，稳压电路可以提供一个稳定的参考电压，这个参考电压用来和输入信号进行比较，从而产生相应的PWM输出信号。
电容和电阻等元件被用来调整PWM信号的占空比，因为它们的容值和阻值是可以变化的，这样可以实现不同频率的PWM输出。
在实际电路中，比较器通常采用运放或者晶体管等元件，因为它们可以提供高增益和精确的比较。
运放通常采用单电源供电，它的输出电压范围从接近负电源电压到接近正电源电压，这样就可以灵活地控制
PWM信号的输出范围。
晶体管则可以作为一个电压比较器来使用，它的比较速度较快，但是需要注意输入电压范围和放大倍数等问题。
总之，比较器作为PWM发生器的核心元件，可以根据不同的电压信息，通过比较输出控制PWM信号的占空比。
在实际应用中，可以采用不同的比较器类型和调节元件来实现不同的PWM信号频率和占空比控制。
pwm的工作原理
pwm的工作原理
PWM（脉宽调制）是一种常用的电子控制技术，它通过控制信号的脉冲宽度来变化输出信号的平均功率。
PWM主要适用于需要精确控制电压、电流或者频率的应用。
其工作原理可以简单描述如下：
1. 信号发生器：PWM的工作原理首先需要一个信号发生器来产生一定频率的方波信号。
这个信号发生器可以是一个晶体振荡器或者其他的任意信号源。
2. 采样：信号发生器产生的方波信号需要经过一个采样电路来进行采样。
采样电路可以是一个比较器，它将方波信号与一个可调的参考电压进行比较。
3. 脉宽控制：比较器的输出信号将进一步通过一个脉宽控制电路进行处理。
脉宽控制电路通常是一个可调的计数器或者定时器。
它根据输入信号的脉冲宽度来控制计数器或者定时器的工作时间。
4. 输出：最后，脉宽控制电路的输出信号将被送入一个功率放大器，用来驱动需要控制的载体。
功率放大器的输出信号即为PWM的最终输出信号。
PWM的工作原理可以通过改变方波信号的脉冲宽度来控制输出信号的平均功率。
通常情况下，脉冲宽度与占空比成正比。
当脉冲宽度增大时，占空比也就增大，输出信号的平均功率也相应增大。
相反，当脉冲宽度减小时，占空比减小，输出信号
的平均功率也减小。
总的来说，PWM的工作原理是通过改变方波信号的脉冲宽度
来控制输出信号的平均功率。
这种控制方法的优点是节省能量、减小功率损耗，并且能够精确控制信号的特性。
在很多电子设备中，PWM被广泛应用于电机控制、光电调光、音频放大以
及电源管理等领域。
PWM信号发生电路
１。
PWM信号概述脉冲宽度调制（ＰWＭ)信号广泛使用在电力变流技术中,以其作为控制信号可完成DC-ＤC变换(开关电源)、DC—AC变换(逆变电源)、AC－AC变换（斩控调压)与ＡC—ＤC变换(功率因数校正)。
产生PWM信号得方法有多种,现分别论述如下:1)普通电子元件构成PWＭ发生器电路基本原理就是由三角波或锯齿波发生器产生高频调制波,经比较器产生ＰWM信号。
三角波或锯齿波与可调直流电压比较,产生可调占空比ＰWM信号；与正弦基波比较,产生占空比按正弦规律变化得ＳＰWM信号。
此方法优点就是成本低、各环节波形与电压值可观测、易于扩展应用电路等。
缺点就是电路集成度低，不利于产品化.2)单片机自动生成ＰWM信号基本原理就是由单片机内部集成PWM发生器模块在程序控制下产生PＷM 信号。
优点就是电路简单、便于程序控制。
缺点就是不利于学生观测PWＭ产生过程，闭环控制复杂与使用时受单片机性能制约．３)可编程逻辑器件编程产生ＰWM信号基本原理就是以复杂可编程逻辑器件（ＣPLD)或现场可编程门阵列器件（FP ＧＡ)为硬件基础，设计专用程序产生ＰＷM信号。
优点就是电路简单、PWＭ频率与占空比定量准确.缺点就是闭环控制复杂,产生SPＷM信号难度大。
4)专用芯片产生ＰWM信号就是生产厂家设计、生产得特定功能芯片。
优点就是使用方便、安全,便于应用到产品设计中。
缺点就是不利于学生观测PWＭ产生过程与灵活调节各项参数。
2.电子元件构成PWM发生器电路图1电子元件构成PWM 发生器电路3。
集成芯片SG3５２5构成PWM 发生器电路一、PWM 信号发生电路说明实验电路中，驱动开关管得PWM 信号由专用ＰWM 控制集成芯片SG ３525产生(美国Silico ｎ Genera ｌ公司生产),ＰWM 信号发生器电路如图２所示。
图2 PWM 信号发生器电路图SG ３５25采用恒频脉宽调制控制方案,内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器与保护电路等。
PWM专用信号发生器何斌1
一、题义分析及解决方案1.1、课程设计名称及内容：用STAR ES598PCI单板开发机，设计一款PWM信号产生器，要求能产生频率和占空比可调的PWM信号，采用按键调节频率和占空比。
设计要求：（1）频率可调范围为1KHZ-100KHZ；（2）预置生成的频率为20KHZ，占空比为50%；（3）频率调节采用两个按键，分别为加和减，步进值为10KHZ；（4）占空比调节采用两个按键，分别为加和减，步进值为10%；（5）生成的频率信号可以由示波器观察；（6）同时显示当前频率值和占空比的值。
1.2、题意需求分析根据本设计给定的内容和要求，可以得出以下结论：本设计中需要用到的主要有两种芯片，一种用来扫描处理按键，另一种则用来调节PWM信号的频率和占空比，并作为计时器使用，最后是用于显示的七段LED数码显示管和示波器。
其中最核心的是要实现频率和占空比的调节，占空比就是输出的PWM中，高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比，故改变占空比需要通过改变时钟脉冲中高电平的脉冲宽度来实现。
频率则是周期的倒数，若要改变频率，则需改变脉冲的时钟周期。
这里我们考虑到要用到可编程计数器8253的方式0和方式1，8253中方式0时一次中断计数，方式1是可编程触发器，我们用方式的OUT0的输出低电平来触发方式1的GATE1信号的高电平，此时我们将计算出的高低电平计数初值再次循环装入，这样我们便实现了改变输入的电压高电平，即实现了占空比的调节。
由于8253的方式0只是实现一次计数，如果不重新装入初值就不会再次触发，所以要实现频率的调节只需要每次都循环装入初值就可以了。
根据题意分析可知，该实验需设置四个按键，分别用来实现加减频率和占空比，故需用到输入数据的工具和与其配套使用可以实现扫描处理按键功能的芯片，分别用来输入数据和处理按键。
最后需要的便是实现显示功能的LED数码显示管和示波器，其中LED数码显示管的前四位是用来显示频率的数值，后四位用来显示占空比的数值，示波器则用来显示脉冲波形和步进值的。
pwm调光电路
PWM调光电路简介PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种常用的电子调光技术，通过在一定时间内改变信号的脉冲宽度来控制电路的输出功率。
在此文档中，我们将介绍PWM调光电路的工作原理和应用场景。
工作原理PWM调光电路的核心是一个可调节占空比的脉冲信号发生器。
脉冲信号的占空比表示高电平状态所占的时间与一个周期的总时间的比例。
通过改变脉冲信号的占空比，可以控制输出功率的大小。
一般来说，PWM调光电路包含以下几个主要组成部分：1.脉冲信号发生器：用于产生PWM信号的电路。
现代PWM调光电路中，常使用微控制器或专用IC来实现脉冲信号发生器。
发生器可根据控制信号来调节脉冲的占空比。
2.功率调节电路：用于调节输出功率的电路。
功率调节电路接收PWM脉冲信号，并根据信号的占空比来调节工作装置（如灯具或电机）的电压、电流或频率，从而实现调光或调速效果。
3.控制信号源：用于提供PWM调光电路的控制信号的电路或设备。
控制信号源可以是人为输入的信号（如旋钮、按钮等），也可以是其他传感器的输出信号（如光线传感器、温度传感器等）。
应用场景PWM调光电路在很多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：家庭照明家庭照明系统中常使用PWM调光电路来实现灯具的亮度调节。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制灯光的亮度。
对于白炽灯、荧光灯和LED等不同类型的光源，可以使用不同的功率调节电路来适配。
工业自动化工业自动化设备中，PWM调光电路可以用于调节电机的转速。
通过改变PWM信号的占空比，可以调节电机的供电电压或频率，从而实现精确的调速效果。
这在自动化生产线、机器人和工业机械等领域中非常常见。
汽车电子汽车电子系统中，PWM调光电路广泛应用于内部照明、车灯和显示屏等设备的调光。
通过调节PWM信号的占空比，可以控制车灯的亮度和照明系统的功率，从而提升能效和亮度调节的灵活性。
能源管理在能源管理领域，PWM调光电路可以用于太阳能发电系统中的最大功率点追踪（MPPT）控制。
信号发生器中文说明书,4-20ma,0-10V,0-2ma,PWM信号,正弦波信号,多功能信号发生器
JLY-SG-01 信号发生器 JLY-SG-01信号发生器JLY-SG-01使用范围：信号发生器JLY-SG-01包含了电子设计、现场调试、调光调速、恒流驱动、正弦波信号等电子开发和调试过程中常用的信号。
PWM和0-10V信号可以用来对电机进行调速和对LED进行调光；正弦波发生器可以用来作为激励信号进行调制和解调；4-20ma和0-10V可以用来调试变送器和传感器；0-2ma可以用来驱动小信号传感器；Modbus 接口可以使该信号发生器与PLC和PC进行通信。
信号发生器包含：●2路0-10V信号 ●2路4-20ma信号 ●1路0-2ma信号 ●1路正弦波信号 ●4路PWM信号 ●1路Modbus信号。
每一路信号接口独立，互不影响。
即所有信号都可以同时工作。
系统开放校准接口，用户可自行校准，但须严格按照校准说明步骤进行JLY-SG-01信号发生器 JLY-SG-01JLY-SG-01主要特点：● 仪器小巧，告别笨重。
可手持、可桌面放置、可导轨安装亦可墙壁安装。
● 温度补偿，良好的稳定性，超高的精度 ● 工业化设计，响应速度快● 信号接口丰富且每路信号独立运行，互不干扰。
一机在手，调试无忧 ● 高亮度点阵屏，硅胶按键，手感颜值爆表 ● 模拟信号最低可以调整到0，使信号更完整技术指标：● 4-20ma：精度±0.5%，负载小于300Ω ● 0-2ma：精度±0.5%，负载小于3k Ω ● 0-10V： 精度±0.5%，负载大于5k Ω ● 正弦波信号：频率精度±0.5%，负载大于10K Ω，峰峰值：4.2V。
其频率可设置范围：50Hz ~ 999.999KHz ● PWM 信号：频率精度±0.5%，负载大于10K Ω，VH>2.4V，VL<0.6V，Vmax=5V。
其频率可设置范围：100Hz ~ 200KHz● 12~15VDC 供电，最大电流500ma ● 工作温度：0~50℃ ● 存储温度：-20~65℃ ● LCD12864显示屏，硅胶按键● 参数可通过MMI 按键设置亦可通过Modbus 设置 ● 预留用户校准接口，当仪表误差大时可自行校准（须严格按照校准操作章节进行操作）接线图：操作说明：●开机/关机操作关机状态下，短按“M”系统开机；开机状态下，长按“M”3s，待显示屏变暗后松开按键即可关机。
实验三：PWM信号发生器
实验三：PWM信号发生器1.实验目的（1）学习Quartus II 8.0 软件的基本使用方法。
（2）学习GW48-CK EDA实验开发系统的基本使用方法。
（3）学习VHDL程序中数据对象，数据类型，顺序语句和并行语句的综合使用。
2.实验内容设计并调试好一个脉宽数控调制信号发生器，此信号发生器是由两个完全相同的可自加载加法计数器LCNT8组成的，它的信号的高低电平脉宽可分别由两组8位预置数进行控制。
3.实验条件（1）开发软件：Quartus II 8.0。
（2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。
（3）拟用芯片：EPM7128S-PL84。
4.实验要求（1）画出系统原理框图，说明系统中各主要组成部分的功能。
（2）编写各个VHDL源程序。
（3）根据系统功能，选好测试用例，画出测试输入信号波形或编好测试文件。
（4）根据选用的EDA实验开发装置编好用于硬件验证的管脚锁定表格或文件。
（5）记录系统仿真、逻辑综合及硬件验证结果。
（6）记录实验过程中出现的问题及解决办法。
5.实验过程（1）PWM即脉冲宽度调制，就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。
PWM从处理器到被控制系统信号都是数字式的，无需进行数/模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小，因此广泛应用在测量、通信和功率控制与变换的许多领域中。
下图是一种PWM信号发生器的逻辑图，此信号发生器是由两个完全相同的可自加载加法计数器LCNT8组成的，它的输出信号的高、低电平脉宽可分别由两组8位预置数进行控制。
如果将初始值可预置的加法计数器的溢出信号作为本计数器的初始预置值加载信号LD，则可构成计数器初始值自加载方式的加法计数器，从而构成数控分频器。
图中D 触发器的一个重要功能就是均匀输出信号的占空比，提高驱动能力，这对驱动，诸如扬声器或电动机十分重要。
（2）VHDL源程序①8位可自加载加法计数器的源程序LCNT8.VHD--LCNT8.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY LCNT8 ISPORT(CLK,LD:IN STD_LOGIC;D:IN INTEGER RANGE 0 TO 255;CAO:OUT STD_LOGIC);END ENTITY LCNT8;ARCHITECTURE ART OF LCNT8 ISSIGNAL COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 255;BEGINPROCESS(CLK)ISBEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF LD='1'THEN COUNT<=D;ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT)ISBEGINIF COUNT=255 THEN CAO<='1';ELSE CAO<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;②PWM信号发生器的源程序PWM.VHD--PWM.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY PWM ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;A,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);PWM:OUT STD_LOGIC);END ENTITY PWM;ARCHITECTURE ART OF PWM ISCOMPONENT LCNT8 ISPORT(CLK,LD:IN STD_LOGIC;D:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CAO:OUT STD_LOGIC);END COMPONENT LCNT8;SIGNAL CAO1,CAO2:STD_LOGIC;SIGNAL LD1,LD2:STD_LOGIC;SIGNAL SPWM:STD_LOGIC;BEGINU1:LCNT8 PORT MAP(CLK=>CLK,LD=>LD1,D=>A,CAO=>CAO1);U2:LCNT8 PORT MAP(CLK=>CLK,LD=>LD2,D=>B,CAO=>CAO2);PROCESS(CAO1,CAO2)ISBEGINIF CAO1='1'THEN SPWM<='0';ELSIF CAO2'EVENT AND CAO2='1'THEN SPWM<='1';END IF;END PROCESS;LD1<=NOT SPWM;LD2<=SPWM;PWM<=SPWM;END ARCHITECTURE ART;（3）仿真结果验证PWM.VHD的时序仿真结果（4）逻辑综合结果6.实验总结经过本次实验，我学会了Quartus II 8.0 开发系统的基本操作，并对它有了一定的了解和认识。
PWM信号发生器的设计报告
前言脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation.PWM）控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术和模拟信号数字传输通信领域最广泛应用的控制方式，因此研究基于PWM技术的脉冲宽度及周期可调的信号发生器具有十分重要的现实意义。
本文主要讨论了脉冲占空比可调信号的产生方法，采用三种不同的方案使用VHDL语言编程实现了信号的产生。
其中方案一的原理是分频，即用计数器计算时钟脉冲的上升沿个数，再通过输出电平反复翻转得到计数个数（脉冲宽度）可控的PWM 信号；方案二的原理是锯齿波比较法，首先编程产生阶梯状的锯齿波，再通过锯齿波与输入占空比值（数值可控的直线）比较产生脉冲宽度随输入占空比数值变化的PWM 信号；方案三是用有限状态机产生有用信号，首先定义两个状态，再通过计数器值与输入占空比值比较控制状态的切换，产生PWM信号。
本文详细介绍方案二和方案三两种方法。
通过使用QuartusII9.0软件采用VHDL语言编程并用功能仿真证实了上文提到的三种PWM信号产生方案都是可行的，都能产生切实可用的PWM信号，三种方案中均可以通过修改输入端口占空比来控制产生信号的脉宽，且可以通过在程序中修改计数器的计数上限和分频模块的分频比改变信号的周期及频率，实现了多参数可调，使整体设计具有灵活的现场可更改性和较好的可移植性。
且实现功能的程序简单易懂，设计过程中思路阐述清晰，流程介绍明了，且程序易于修改，可读性好。
第一章设计要求1.1 研究课题PWM信号发生器的研制1.2设计要求用CPLD可编程模块产生下列信号（特殊芯片：EPM570T100C5）(1)采用VHDL编写相关程序，PWM信号的工作频率为500Hz(1000Hz)；(2)时钟信号通过分频器后，由输入开关量控制占空比可调。
第二章系统组成及工作原理本次设计采用的是Altera公司开发的QuartusII设计平台，设计采用特殊芯片EPM570T100C5进行仿真，在原理设计方面，本设计采用自顶向下、层次化、模块化的基本程序设计思想，这种设计思想的优点符合人们先抽象后具体，先整体后局部的思维习惯，其设计出的模块修改方便，不影响其他模块，且可重复使用，利用率高。
实验2—占空比可调的PWM信号发生器
实验2—占空比可调的PWM信号发生器第一篇：实验2—占空比可调的PWM信号发生器实验2占空比可调的PWM信号发生器一、实验任务基本部分：（1）用51单片机设计一个周期固定且占空比可调的PWM信号发生器。
（2）参数要求：a、信号周期为20ms，占空比范围1%-100%可调；b、用两个按键分别调整增量或减量；增量级别分为±1%和±5%两档可调，且要求可用按键选择；c、要求用两位LED数码管实时显示当前的占空比；d、51单片机晶振频率为12MHz。
扩展部分：（1）在基本部分设计的电路中，为输出的PWM信号增加光耦隔离输出电路；（2）为占空比调整过程增加超界声光报警电路；（3）可否改为脉宽固定而周期可改变的PWM信号发生器（简略说明，不要求设计编程）。
二、实验要求1、在PROTEUS中画出硬件设计图（AT89C51、12MHz晶振震荡电路、复位电路、按键调整电路、LED数码管显示电路、扩展部分电路）。
2、按任务要求用汇编或C编写程序并编译通过。
3、在PROTEUS下仿真通过。
三、报告要求1、任务分析、实现方案和程序流程图；2、硬件电路图；3、全部程序清单；4、打印出实验报告。
第二篇：信号发生器设计（推荐）模拟课程设计题信号发生器设计设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。
输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：（１）输出信号的频率范围为100~800Hz，步进为100Hz。
（60分）（２）要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。
（30分）评分标准：（１）范围满足设计要求得满分，否则酌情扣分。
（２）输出信号无明显失真可满分，有明显失真酌情扣分。
发挥部分（附加10分）：进一步扩大输出信号范围和减小步进频率。
第三篇：VHDL实验四函数信号发生器设计.VHDL实验四:函数信号发生器设计设计要求:设计一个函数信号发生器,能产生方波,三角波,正弦波,阶梯波。
单片机PWM信号发生器的原理与设计
单片机PWM信号发生器的原理与设计引言在现代电子技术中，脉冲宽度调制(PWM)信号发生器被广泛应用于各种电路和系统中。
单片机作为常见的嵌入式系统解决方案，具备了成本低、功耗低、可编程性强等优势，因此被广泛用于PWM信号发生器设计中。
本文将介绍单片机PWM 信号发生器的原理与设计。
一、PWM信号发生器的原理1.1 脉冲宽度调制(PWM)概述脉冲宽度调制(PWM)是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
PWM信号由连续的短脉冲组成，其脉冲的宽度可以根据需要进行调整。
通过改变脉冲信号的宽度与周期之比，可以模拟出不同的模拟信号输出。
1.2 PWM信号发生器的基本原理PWM信号发生器的基本原理是通过控制脉冲的宽度和周期，实现对输出波形的精确控制。
单片机通常具有定时器模块，通过定时器模块的特定设置，可以生成精确的脉冲信号。
单片机还需要连接输出引脚，将生成的PWM信号输出给外部电路。
二、单片机PWM信号发生器的设计2.1 硬件设计单片机PWM信号发生器的硬件设计包括选择合适的单片机、外部电路连接和输出端口设计。
首先，选择适合的单片机。
考虑到PWM信号发生器需要高精度、可编程性强的特点，可以选择带有定时器模块的单片机。
常见的单片机型号有ATmega系列、PIC系列等。
根据实际需求选择合适的型号。
其次，进行外部电路连接。
通常需要连接电源、晶体振荡器以及输出端口。
电源提供电压稳定源，晶体振荡器提供时钟信号。
输出端口需要连接到PWM信号的目标设备上。
最后，进行输出端口设计。
根据实际需求确定输出端口的数量和类型。
常用的输出接口有GPIO、PWM输出等。
根据单片机型号和外部电路要求进行设计。
2.2 软件设计单片机PWM信号发生器的软件设计包括定时器设置和PWM生成代码编写。
首先，进行定时器设置。
根据单片机型号和需求，设置定时器的时钟源、分频系数、计数模式等参数。
通过合理的定时器设置，可以实现精确的脉冲宽度和周期控制。
其次，编写PWM生成代码。
(完整word版)PWM信号发生器设计文献综述(1)
文献综述毕业设计题目： PWM信号发生器设计PWM信号发生器文献综述(电子信息工程10(1)班E10610119)1前言PWM(Pulse Width Modulation)又称脉冲宽度调制，属于脉冲调制的一种，即脉冲幅度调制（PAM）、脉冲相位调制（PPM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲编码调制（PCM）。
它们本来是应用于电子信息系统和通信领域的一种信号变换技术，但从六十年代中期以来后，随着电力电子技术被引入到电力变换领域，PWM技术广泛运用于各种工业电力传动领域乃至家电产品中[1]。
信号发生器又称波形发生器，是一种常用的信号源，被广泛地应用于无线电通信、自动测量和自动控制等系统中。
传统的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成，借助电阻电容，电感电容、谐振腔、同轴线作为振荡回路产生正弦或其它函数波形。
频率的变动由机械驱动可变元件完成，当这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积和功耗都很大，而由数字电路构成的低频信号发生器，虽然其低频性能好但体积较大，价格较贵。
在今天，随着大规模集成电路和信号发生器技术的发展，许多新型信号发生器应运而生。
用信号发生器并配置适当接口芯片产生程控正弦信号，则可替代传统的正弦信号发生器，从而有利于测试系统的集成化、程控化和智能仪表的多功能化。
而信号发生器的最大特点是面向控制，由于它集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低，因此在数据采集、智能化仪器等技术中得到广泛的应用，从而使得信号发生器的应用成为工程技术多学科知识汇集的一个专门研究领域，其应用产生了极高的经济效益和社会效益[2]。
2 PWM信号发生器的发展与现状2.1信号发生器的发展单片微型计算机简称信号发生器，是指集成在一块芯片上的计算机，信号发生器的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步,自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段：第1阶段（1971～1976）：信号发生器发展的初级阶段。
pwm波信号发生器
电子技术综合训练设计报告题目：PWM信号发生器的设计姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：摘要本次课程设是基于TTL系列芯片的简易PWM信号发生器,PWM信号发生器应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。
在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim10仿真软件。
本课程设计介绍了PWM信号发生器的设计方案及其基本原理，并着重介绍了PWM信号发生器各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。
三是是对本次课程设计的总结。
关键字：目录1 设计任务和要求…………………………………………………………?1.1设计任务……………………………………………………………?1.2设计要求…………………………………………………………….?2 系统设计…………………………………………………………………?2.1系统要求…………………………………………………………….?2.2方案设计……………………………………………………………?2.3系统工作原理……………………………………………………….?3 单元电路设计……………………………………………………………?3.1 单元电路A(单元电路的名称) ……………………………………?3.1.1电路结构及工作原理……………………………………………?3.1.2电路仿真…………………………………………………………?3.1.3元器件的选择及参数确定……………………………………………?3.2单元电路B(单元电路的名称) ……………………………………?3.2.1电路结构及工作原理…………………………………………?3.2.2电路仿真…………………………………………………………?3.2.3元器件的选择及参数确定…………………………………………….?……4 系统仿真……………………………………………………………………?.5 电路安装、调试与测试……………………………………………………?5.1电路安装………………………………………………………………?5.2电路调试………………………………………………………………?5.3系统功能及性能测试…………………………………………………?5.3.1测试方法设计………………………………………………………?5.3.2测试结果及分析……………………………………………………?6 结论…………………………………………………………………………?7 参考文献……………………………………………………………………?8 总结、体会和建议附录1、设计任务和要求1.1设计任务设计具有死区时间的PWM信号产生的电子线路，并且设计数码显示电路，实时显示PWM信号的频率。
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电子技术综合训练设计报告题目：PWM信号发生器的设计姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：摘要本次课程设是基于TTL系列芯片的简易PWM信号发生器,PWM信号发生器应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。
在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim10仿真软件。
本课程设计介绍了PWM信号发生器的设计方案及其基本原理，并着重介绍了PWM信号发生器各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。
三是是对本次课程设计的总结。
关键字：目录1 设计任务和要求…………………………………………………………?1.1设计任务……………………………………………………………?1.2设计要求…………………………………………………………….?2 系统设计…………………………………………………………………?2.1系统要求…………………………………………………………….?2.2方案设计……………………………………………………………?2.3系统工作原理……………………………………………………….?3 单元电路设计……………………………………………………………?3.1 单元电路A(单元电路的名称) ……………………………………?3.1.1电路结构及工作原理……………………………………………?3.1.2电路仿真…………………………………………………………?3.1.3元器件的选择及参数确定……………………………………………?3.2单元电路B(单元电路的名称) ……………………………………?3.2.1电路结构及工作原理…………………………………………?3.2.2电路仿真…………………………………………………………?3.2.3元器件的选择及参数确定…………………………………………….?……4 系统仿真……………………………………………………………………?.5 电路安装、调试与测试……………………………………………………?5.1电路安装………………………………………………………………?5.2电路调试………………………………………………………………?5.3系统功能及性能测试…………………………………………………?5.3.1测试方法设计………………………………………………………?5.3.2测试结果及分析……………………………………………………?6 结论…………………………………………………………………………?7 参考文献……………………………………………………………………?8 总结、体会和建议附录1、设计任务和要求1.1设计任务设计具有死区时间的PWM信号产生的电子线路，并且设计数码显示电路，实时显示PWM信号的频率。
1.2设计要求脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的一种有效的技术，因为设计是基于模拟电子技术和数字电子技术的，所以设计时应该考虑进各个器件的适用范围。
设计双输出PWM电路，两路输出互相反相，并且第一路的上升沿总比第二路的下降沿延迟5微秒（死区时间）。
频率测量电路需要考虑测量精度以及分辨率。
最后线路经过放大隔离后输出。
2、系统设计2.1 系统要求PWM信号发生器包括两部分:PWM信号发生部分和频率测量部分。
2.2方案设计PWM信号发生部分直流电机调速中广泛使用PWM方式，设该脉冲的频率为1000Hz，脉冲的宽度（占空比）由输入的直流参考电压大小决定，范围为0%～100%。
PWM波常用锯齿波和参考电压相比较的方式，或者是直接用由555电路构成的多谢振荡器产生。
锯齿波产生电路包括同相输入迟滞比较器和充放电时间常数不等的积分器两部分，输出的锯齿波和比较电压同时输入迟滞比较器便可得到宽度可调的锯齿波，此为模拟电路产生PWM。
用555组成占空比连续可调的多谢振荡器如图1-1-1。
图1—1—1调节图中的可变电阻，就可以控制产生脉冲的占空比。
对比两种方案，一种是由模拟电路的方法产生pwm，另一种是由数电方法产生pwm。
先然后一种方法比较简便可行，而且电压幅值可控。
频率测量部分信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f=N/T，其中f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。
计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。
如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000HZ 。
测量频率的基本方法有两种：计数法和计时法，或称测频法和测周期法。
1、计数法计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T ，计数器得到的计数值为N1，则被测频率为f=N1/T 。
改变时间T ，则可改变测量频率范围。
如图（1-1-1）图 1-1-1 测频法测量原理 设在T 期间，计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知，N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N 。
由N1的相对误差可知，N的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。
因此，在f 以确定的条件下，为减少N 的相对误差，可通过增大T 的方法来降低测量误差。
当T 为某确定值时（通常取1s ），则有f 1=N 1,而f=N ，故有f 1的相对误差：δf1=(f 1-f)/f=1/f从上式可知f 1的相对误差与f 成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。
因此测频法适合用于对高频信号的测量，频率越高，测量精度也越高。
2、计时法计时法又称为测周期法，测周期法使用被测信号来控制闸门的开闭，而将标准时基脉冲通过闸门加到计数器，闸门在外信号的一个周期内打开，这样计数器得到的计数值就是标准时基脉冲外信号的周期值，然后求周期值的倒数，就得到所测频率值。
首先把被测信号通过二分频，获得一个高电平时间是一个信号周期T的方波信号；然后用一个一直周期T1的高频方波信号作为计数脉冲，在一个信号周期T的时间内对T1信号进行计数，如图（1-1-2）图 1-1-2 计时法测量原理若在T时间内的计数值为N2,则有：T2=N2*T1f2=1/T2=1/(N2*T1)=f1/N2N2的绝对误差为N2=N+1N2的相对误差为δN2=(N2-N)/N=1/NT2的相对误差为δT2=(T2-T)/T=(N2*T1-T)/T=f/f1从T2的相对误差可以看出，周期测量的误差与信号频率成正比，而与高频标准计数信号的频率成反比。
当f1为常数时，被测信号频率越低，误差越小，测量精度也就越高。
根据本设计要求的性能与技术指标，首先需要确定能满足这些指标的频率测量方法。
由上述频率测量原理与方法的讨论可知，计时法适合于对低频信号的测量，而计数法则适合于对较高频信号的测量。
但由于用计时法所获得的信号周期数据，还需要求倒数运算才能得到信号频率，而求倒数运算用中小规模数字集成电路较难实现，因此，计时法不适合本实验要求。
测频法的测量误差与信号频率成反比，信号频率越低，测量误差就越大，信号频率越高，其误差就越小。
但用测频法所获得的测量数据，在闸门时间为一秒时，不需要进行任何换算，计数器所计数据就是信号频率。
因此，本实验所用的频率测量方法是测频法。
2.3系统工作原理3、单元电路设计3.1PWM信号发生3.1.1电路结构及工作原理如图，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。
电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号。
对C充电时，充电电流通过R1和D1；放电时，通过R2、D2。
当R1=R2时，可调电阻触头位于中心点，因充放电时间基本相等，其占空比约为50%，此时调节电阻，可调节多谢振荡器的占空比。
另外，调节R1和R2还可以改变输出矩形波的周期和频率。
输出的时间参数如下：周期T=Tw1+Tw2；振荡频率f=1/T=1/(T1+T2)=1.44(R1+R2)C,式中：Tw1=0.7（R1+R2）C;Tw2=0.7R2C。
占空比q=Tw1/(Tw1+Tw2)，当R2>>R1,占空比近似为50%。
通过计算，取三个电阻都为5kΩ，C1=100nF，C2=10nF，使得输出频率f=1000Hz。
3.1.2电路仿真3.2制造死区时间3.2.1电路结构及工作原理如图所示是用施密特触发器构成的脉冲展宽器的电路和工作波形图。
在图a中所示电路中，当输入电压u1为低电平UIL时，集电极开路门输出三极管是截止的，施密特触发反相器的输入特性，可以保证A点电位uA为高电平，因此输出电压u0为低电平UOL。
当ui条编导高电平UIH时，三极管饱和导通，电容C迅速放电，uA很快下降到低电平，uO跳变到高电平UOH。
当uI由UIH跳变到UIL时，三极管截止，电源Vcc通过施密特触发器反相器的输入端电路对电容C充电，uA缓慢上升，当uA升高到UT+时，UO才会由UOH跳变到UOL。
因此，输出电压UO的脉冲展宽，比输入电压u1的脉冲宽度显然要宽，而且改变电容C的大小，可方便地调节展宽的程度。
图b是uI、uA、uO的波形图。
3.2.2电路仿真3.3频率计3.3.1电路结构及工作原理频率计由时基电路，控制电路组成1时基电路由两部分组成，第一部分为由石英晶体组成的多谐振荡器电路；第二部分为分频电路。
（1）石英晶体多谐振荡器电路石英晶体一种具有较高频率稳定性的选频器件，广泛用于通信、定时等频率要求高的场合，石英晶体的谐振频率由石英晶体的晶体方向和外形尺寸决定，具有极高的稳定性。
由于频率计数器是一种需要频率稳定性高的器件，故此方案选用石英晶体多谐振荡器。
如图（2-3-1）所示100HZ—9999HZ 闸门时间 10ms；1KHZ—100KHZ 闸门时间 1ms取c=10uf(1F（法）=10^3mF（毫法）=10^6uF（微法）=10^9nF（纳法）=10^12pF （皮法）所以：1uF（微法）=10^3nF（纳法）=10^6pF（皮法）最基本的关系)图 2-3-1矩形周期的振荡周期为 T≈1.4RfC 当取Rf=1kΩ，C=100pF～100μF时，则该电路的振荡频率则在几赫到几兆赫的频率范围内变化。
在此选C=10nf的电容及固有频率为10kHZ的石英晶体。
（2）分频电路振荡器产生10khz的脉冲，闸门时间为1s 0.1s 1ms 10ms选用4518x4作为分频电路。
4518为双BCD加计数器，由两个相同的同步4级计数器构成，计数器级为D 型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数，在单个运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位，CR线为高电平时清零。