双脉冲

器 的分 频值 。
［ 潘松 ， 继业． Ｄ ２ ］ 黄 Ｅ Ａ技 术与 Ｖ Ｄ 咖 ． Ｈ Ｌ【 清华大学 出版社 ，
２ ０ ７ ０ ５，
［ 王朝铭 ， ３ ］ 刘艳． 双脉 冲 Ｄ ＭＳ氰化光亮镀银 工 艺技术的应
用 ． 与涂 饰 ，０ ５ ２ 电镀 ２ ｏ ，
［】 克俭 ， 卫． ４庞 康 多段可鳊程双脉 冲 电镀 电源 ． 电子工业
若用单片机来实现，则需要 ３组定时器来分别设定
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１． ．…
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一
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智 能仪 器仪 表
图 ３ 双脉 冲电源控 制器系统组成框 图
图 ４ 操作界面实现框 图
每组运行时间、正 （ 脉冲运行时间、导通 ／ 负） 关断时间 等。由于单片机的顺序执行特性，会产生以下难 以克服 的缺陷： （） １ 需要 ３个定时器 同时工作， 其中断优先级的设定 难以取合， 把某个定时器设定为高优先级， 则势必会影响
艺，表现在 电镀脉冲参数上，即其脉冲宽度和正反 向交 替时间、多种波形 的轮换 时间是不同的。如“ ，在某 金”
个时间段 内，需要脉冲导通时间、关断时间均为 １ 的 ｍｓ 正向电镀脉冲、导通时间、关断时间为 １ ｍｓ的反向退镀
收 稿 日 ：２ ０ —５０ 期 ０ ７０ —８
２２ 双脉 冲控 制器 的技术 实现方案选择 ．
到另 外两 个波 形 的定 时 。
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ｌ 计数 ａ （０ ） ｌ 载入ｄ ａ ，ｏ ｔＯ，到 器基值 １２３中 ｌ 、、
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（） ２ 单片机的冯诺依曼的固有缺陷，会使 中断响应最 多产生 ８条指令周期的延时【。又由于 中断嵌套的使用， １ Ｊ 最低优先级的中断响应时间，须执行完较高 优先级的程
序 ， 再 响 应 ， 其 响 应 时 间 ， 最 坏 情 况 下 大 约 需
毒
ｌ 计
图 ５双脉 冲实现原理框 图
能。配上不同的功率驱动 电路，就成为 ２台可编程单脉 冲电源。典型波形如图 ２ 所示。
图 １ 典型 的双脉 冲波形 图
正反向脉冲的导通时间、关断时间、轮流运行时间 的某种相对固定的参数，我们称为一个特定的波形。多 种特定的波形按照预先设定的时间循环运行，我们称为
多波形。 为 了适应不同的电镀对象，则需采用不同的电镀工
部 分 ， 则 由后 续 电路 来完 成 。
纪６ Ｏ年代，人们开始研究电镀 电源的 电流波形对镀层
质量 的影响 。从此，电镀 电源波形经历 了直流电源、脉
冲电源 、间歇脉冲电源 、正负双脉冲电源 、多波形双脉 冲电源等几个阶段。 目前 ，多波形 双脉冲 电源在一 些文献 中有一 些报 道，但它们或者在操作的简洁性方面，或者在脉冲输出
用Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ完成精 细的复杂的时间控制 ，实现较 为准确 的脉 冲波形。
关键 词 多波形 双脉 冲 电镀 电源 单片机
０ 引言
在半导体器件的生产和科研中，电镀是一个非常关
键 的 工艺 过 程 ，直 接 影 响 到 电 子器 件 的 性 能 。从 ２ ０世
脉冲交替进行；而“ ” 铜 ，为了得到最佳的电镀效果，则 其导通 、关断时间须设定为 ０３ ． 。为了适应不 ．、０７ ｍｓ 同的 电镀工 艺，电源的多种参数必须能够修 改 。这种 可 以修改 的参数 ，我们称 为可编程 。可编程功 能 由电 子电路 （ 单片机 、Ｃ Ｌ ） Ｐ Ｄ 来完成。电镀所需 的功率驱动
ｌ
１０ ２０ ｓ ０ － ０ ｔ ，此 时，脉 宽所产 生 的误差 就有 １ ～ ０ ｚ ∞ ２０ ｓ ，与脉冲电源最高频率时的脉宽已大体相当了。 以上两点，在常规的测控系统 中无关紧要，但在波
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
３技术实现
如前所述，单片机系统主要完成参数设置和人机对 话 功 能 ，其工 作 的大 致流 程如 图 ４ 。
１２ 可编程双单脉冲功 能 ．
由上所述，本控制器可以作为双脉冲多波形 电源控 制器 。但在要求不高的场合 ，常用单脉冲来完成 电镀 。 为了适应这种需求，本控制器还 可以当作 ２台单脉冲控 制器来使用，此时，原控制器的每个输出不作为双脉冲
的精度 、频率方面，或者在波形种类的数量上或多或少 地存在着一些瑕疵，影响着 电镀镀层的品质 。因此，本 文提 出一种多波形 电源控制器，完全克服以上不足。
工 作 由硬 件 逻 辑 电 路 来 完 成 ，没 有 延 时 。其 它 ２组 计
４ 结束语
本例 采 用 单片 机 完 成较 为 复杂 的参 数 设置 ，用
ＣＬ Ｐ Ｄ来实现精细的脉冲 电路，二者巧妙的结合 ，使课 题得到了完美的解决 。经过多家用户使用，证明这种设 计是合理有效的。
参考文献
智 能 仪 器 仪 表
多波形双脉冲 电镀 电源控制器的研究
韩 英利 ， 张树 英 ，董 克 俭 。 ，贺 洪 江 。
（．河北省机械设备成 套局 ，河 北 石 家庄 １ ０ ００ ；２ 河北工程 大学，河北 邯郸 ５０ ０ ． ０ ６３ ） ５０ ８
［ 摘要］ 研 究 了一种多波形双脉 冲电源控制 器，它采用单片机完成丰富的人机界 面功 能和参数设定、存储功 能，
来用，而是作为 ２个独立单脉冲来使用，我们称为双单
脉冲 。当然，为了适应不同的工艺要求，脉冲的导通时 间、关断时间还必须是可以单独设定的，我们称为可编 程 。这种双单脉冲功能和可编程双脉冲功能构成一个整 体，在操作面板上我们设置了一个单脉冲 ／ 多波形选择 开关，来选择电源控制器 的运行模式。同样，采用可编 程 电子电路 （ 单片机 、Ｃ Ｌ ） Ｐ Ｄ 完成双单脉冲 的可编程功
双 脉 冲输 出实 现 方法 如 图 ５ 。
形要求十分苛刻 、精细的双脉冲电源控制中，会使波形
误差 变 大，影 响 电镀 性 能 。另 外 ， 由于 脉冲 电源 控 制器
的脉冲极 限频率较高，用单片机来实现，也有较大的困 难 。故我们采用 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ技术来控制脉冲参数。
２３ Ｃ Ｌ ． Ｐ Ｄ技术实现原理
内容上网服务稿酬，不再另付。特此声明 。
德 工技术》 编辑部
ｌ：ｔ￣ Ｊ ０ ７Ｊ 期 Ｊ７ ｌｔ ０ ７ ３ ｒ ． ｌ ２
图 ２ 双单脉 冲典型波形图
２ 技术 方案
２１ 人机接 口硬件方案 ．
人机接 口实现采用单片机系统，按键 ６只，拨码开 关 、液晶组成。其中单片机系统又由 Ａ ８ Ｃ ２ Ｔ ９ ５ 、时钟芯 片 Ｘ ３２ １０ 、存储芯片兼看门狗芯片 Ｘ ０ ５组成，其组成 ５４
框 图如 图 ３ 。
３个定时计数器分别 由 ３组硬件 电路来完成，相互 之 间无 优先级的概念 ，从根本上 消除 了误差产 生的根 源 。下面以分频 计数器 ３为例， 介绍其工作原理 。分频 计数器 ３是脉冲类型运行 时间计数器，其基准 脉冲来 自２ ０ ４ Ｍ的石英晶体，计数值 则来 自单片机，当计数满 时，则控 制各计 数器 的计数值 采用第 ２组参数 ，控制
专 用设 备 ， ０ ５ ８ ２ ０ ，
声
明
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［ 梅 丽风， １ ］ 王艳秋． 片机原理 与接 口技 术 【 ． 单 咖 清华大学 出
版 社 ， ０ ４， ２０ ２
数器的工作原理是类似的。Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ是一种新型 的逻辑控 制 电路 ， 电路 的 连 接 由硬 件 描 述 语 言 来 完 成 ，将 语 言 和参数下 载到 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ中去 ，即可实现 用语 言所描 述的 逻辑功能。本电路系统 中，单片机用来操作设定参数， Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ从单片机 中获取参数，根据 参数来设定 ３个计数
１功能
１１可编程双脉 冲多波形功 能 ．
正向脉冲用来 电镀 ，反 向脉冲用来 电解 。正 向脉 冲 、反 向脉冲交替施加 电极，则镀层呈现年轮样的坚固 镀层。正向脉冲、反向脉冲交替施加 电极，我们称为双 脉冲。正脉冲、负脉冲对于控制器来讲，都是正的，但 是从不 同的管脚 输出，正负脉冲 的混合 由后续电完成。 其典型波形如 图 １ 所示 。