频率计与占空比

频率计和占空比测量电路的设计

引言：

随着科技的进步和发展，微处理器的性能逐渐提高，因此现在的频率计设计大部分是采用单片机来实现。因为处理器的工作频率很高，所以测量精度很高，误差比较小。但是由于采用单片机来实现的话还要软件的结合，因此对于编程能力较差的我采用纯硬件电路来实现。

占空比是脉冲信号的一个基本参数，不论在脉冲信号设计中，还是在脉冲信号的应用中，都需要知道脉冲的占空比，不同的应用情况对占空比的要求也不相同，因此准确快速地测量出脉冲占空比也就十分必要。测量占空比的方法主要有示波器比较法，单片机计算法，平均值转换法等，示波器比较法简单易行，但不能直接准确快速的飞鼠读数，单片机法虽然直接准确的显示出数值，但需要软件硬件配合，设计比较麻烦；平均值转换法电路简单，但需要将脉冲信号转换成平均值电压再进行A/D转换，而其他的一些测量方法虽然能克服上述方法的缺点，但是具体测量应用时却受到一些限制，于是，本文提出了一种全数字式的调频计数测量法。

一．频率计设计思路：

众所周知，频率就是周期的倒数，因此就是信号在单位时间内的脉冲数。所以要测脉冲数必然要用到计数芯片，要显示脉冲数就要用到数码管，还有锁存和译码器。又因为计数时间是一秒，所以555芯片来实现单稳态触发时间为一秒的触发信号。

二．芯片介绍：

1．4518计数芯片-----------------功能图：

2. 4511译码器

功能图：

三．功能模块

1.触发信号模块

2.4518计数模块

3.4511锁存模块

4.数码管显示模块

5.信号控制输入模块

补充：

以上的电路是正对时钟信号的频率测量，对于正弦信号和三角波信号的测量，都可以把其转化为时钟信号后在测量即可。

四．整体模块图

五.占空比测量电路设计

对于占空比的测量，我想大家最先想到测量方式就是用示波器，这很简单但是不方便，比较流行的是用单片机的中断功能。后通过软件编程即可实现，对于单片机外围电路设计比较简单，所以受到很多人都很青睐，但是还是那句老话对于编程能力较差的我只能通过纯硬件来实现。

六．设计思路

我们知道占空比就是信号正脉宽除以周期即：

D=T1/T (其中T1为正脉宽的时间，T为信号周期) 因此只要信号通过相应的处理即可变成正脉宽为T的信号，后利用一个基准信号使得其在正脉宽为T的时间下产生脉冲数100,在正脉宽为T1的时间产生脉宽数为M，此时M即为D。

七．芯片介绍：

双JK触发器 74109

芯片图：

功能图：

（其他用到的芯片上面都有叙述）

八．功能模块

1.信号处理模块

2.信号控制模块

（计数模块和数码管显示模块和上面一样）九．整体模块图

十．实验数据

1).频率计测量结果分析

根据以上测量原理和设计方案，在电路仿真proteus中进行电路搭建，经过过仿真验证测量电路能够按照预先设计的方案进行对信号的频率测量，在0~99999的频率信号作用下，其数码管上显示出的计数值分别为如下表所示：

2）.占空比测量

对于信号占空比的测量，也是在proteus仿真中进行，经过仿真验证测量电路能够按照预先设定的方案对脉冲信号占空比进行测量，油信号源在1Hz~10kHz，幅度为5v，脉冲上升时间和脉冲下降时间均为1ns，占空比为1%~99%进行抽样测量，调节频率可调振荡测量数据如

下表所示：

3）误差分析：

1.给定的待测信号其占空比本身就存在一定误差

2.仿真是得到计数脉冲信号是由待测信号与测量高频脉冲信号通过

与门进行相与操作得到，有时会在计数脉冲序列两端形成1个或者2个附加信号的尖脉冲信号，使计数值稍微变大。

3.门电路的传输延时等所带来的测量电路的固有误差。

十一．总结

对于频率计的设计我个人认为准确度比较高，一般误差不会超过0.005，唯一的缺点就是倘若要测高频的话要等到时间比较长，不会像理想效果就是直接显示，没有计数过程。

而占空比电路的设计我觉得精度也是可以保证就是测量不方便，首先视觉效果不好，低频还好，如果是高频的话基准信号的频率比较难调，不知道计数何时能达到100，所以不太可行。还有就是操作比较麻烦，你还要去调才能测，这样给使用者带来很大不便。

CCU6测试频率与占空比

1. 根据待测波形频率与占空比计算波形的周期值,正频宽时间,负频宽时间. 2. 选择合适的T12分频比,设置的分频比后时钟分辨率不能导致T12溢出. 例如：80HZ的周期为12.5ms;T12溢出时间设置为25ms.触发上升沿中断，触发下降沿中断，再次触发上升沿中断。假设设置分频比为fclk/8 = 0.333usec, 25,000/0.333 = 0x 1,24FF;超出T12计数范围.分频比选择不合适。Fclk/16 = 0.667, 25,000/0.6667 = 0x927A;T12计数器未溢出满足要求。 3. T12的溢出时间设置为待测波形周期的2倍时间. 4. 根据Dave工具配置工程. 4.1 使能CCU模块 4.2 配置采样引脚 4.3 配置T12定时器 4.4 配置中断 4.5 配置采样模式 4.6 配置函数双寄存器模式四：任意沿采样. CC6N任意沿将CC6nSR中的内容复制到CC6nR中,T12的实际计数值立即保存在映射寄存器CC6nSR 中。第一种计算方法: // USER CODE BEGIN (NodeI0,1) unsigned int HighWidth,LowWidth; // USER CODE END void SHINT_viXINTR10Isr(void) interrupt XINTR10INT { // USER CODE BEGIN (NodeI0,2) unsigned int uiCapRiseL, uiCapFallL,uiCapRiseH, uiCapFallH; // USER CODE END SFR_PAGE(_su3, SST0); // switch to page 3 // CCU6 Node 0 interrupt handling section... 读映射寄存器CC6nSR函数 读通道寄存器CC6nR函数 if (IRCON3 & 0x01) // if CCU6SR0 { IRCON3 &= ~(ubyte)0x01; // USER CODE BEGIN (NodeI0,3) // USER CODE END SFR_PAGE(_cc3, noSST); // switch to page 3 if(CCU6_ISL & 0x01) //if ISL_ICC60R { //capture, compare match rising edge detection an channel 0 SFR_PAGE(_cc0, noSST); // switch to page 0 CCU6_ISRL = 0x01; //clear flag ISL_ICC60R // USER CODE BEGIN (NodeI0,10) SFR_PAGE(_cc1,SST0); uiCapFallH = CCU6_CC60RLH; SFR_PAGE(_cc1,RST0); uiCapRiseH = CCU6_CC60SRLH; LowWidth = 0xFFFF + 1 + uiCapRiseH - uiCapFallH; // USER CODE END } SFR_PAGE(_cc3, noSST); // switch to page 3 if(CCU6_ISL & 0x02) //if ISL_ICC60F { //capture, compare match faling edge detection an channel 0

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 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：

MSP430-pwm方波占空比频率可调

MSP430-pwm方波占空比频率可调

//********************************************************** ***************************** // MSP430 Blink the LED Demo - Software Toggle P1.0 // // Description; Toggle P1.0 by xor'ing P1.0 inside of a software loop. // ACLK = n/a, MCLK = SMCLK = default DCO // // MSP430x5xx // ----------------- // /|\| XIN|- // | | | // --|RST XOUT|- // | | // | P1.0|-->LED // // J. Stevenson // Texas Instruments, Inc // July 2011 // Built with Code Composer Studio v5 //********************************************************** *****************************

#include #include "tm1638.h" unsigned char LED_CODE[] = { 0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71 }; float i=1000,j=500; int main(void) { float a,b; WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timer if (CALBC1_1MHZ == 0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF) { while (1); // If calibration constants erased, trap CPU!! } BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // Set DCO step + modulation

占空比可调的方波函数发生器

西北民族大学电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第二学期） 课程名称：模电课程设计 题目：正弦波发生器设计 专业班级：10级自动化一班 学生姓名：杨香林 学号：P101813404 指导教师：刘明华 设计成绩： 二〇一二年六月二十三日

目录 1.课程设计的目的 2.课程设计内容 2.1总体概述 2.11 设计任务 2.12 设计要求 2.2系统方案分析 2.3系统设计及仿真 2.4硬件设计 3.课程设计总结 4.参考文献

1、课程设计目的 1．掌握电子系统的一般设计方法。 2．理解迟滞比较器的设计原理，掌握方波函数发生器的设计原理。 3．理解555定时器的工作原理，掌握多谐振荡器的设计原理。 4．熟练运用multisim仿真软件设计和仿真电路。 5．提高综合应用所学知识来指导实践的能力。 2、课程设计总文 2.1总体概述 2.11 设计任务 使用集成运算放大器、稳压二极管、二极管、电阻等器件设计方波函数发生器。 2.12 设计要求 1、根据技术要求和现有开发环境，分析课设题目； 2、设计系统实现方案； 3、要求占空比可调；输出电压：8V<|Vo|<15V；周期：2ms

2.2系统方案分析 迟滞比较器，是将集成运放比较器的输出电压通过反馈网络加到同相端，形成正反 馈，如图2.21（a ）所示，待比较电压I 加在反相输入端。在理想情况下，它的比较特性 如图2.11（b ）所示。由图可见，它有两个门限电压，分别称为上门限电压OH U 和下门限 电压 OL U ，两者的差值称为门限宽度。 图2.2(a ） 图2.2（b ） 设比较器输出高电平 OH U ，则 OH U 和 ref U 共同加到同相输入端的合成电压为

模拟电子技术课程设计产生正弦波,方波,三角波,且占空比可调,频率可调,幅度可调

模拟电子技术课程设计任务书 一、设计题目：波形发生器的设计（二） 方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器 二、设计目的 1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。 2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。 三、设计要求及主要技术指标 设计要求：设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。 1、方案论证，确定总体电路原理方框图。 2、单元电路设计，元器件选择。 3、仿真调试及测量结果。 主要技术指标 1、正弦波信号源：信号频率范围20Hz～20kHz 连续可调；频率稳定度较高。信号幅度可以 在一定范围内连续可调； 2、各种输出波形幅值均连续可调，方波占空比可调； 3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出 电压的范围。 四、仿真需要的主要电子元器件 1、运算放大电路 2、滑线变阻器 3、电阻器、电容器等 五、设计报告总结（要求自己独立完成，不允许抄袭）。 1、对所测结果（如：输出频率的上限和下限，输出电压的范围等）进行全面分析，总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。 2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。 3、给出完整的电路仿真图。 4、体会与收获。

1．正弦波输出电路 ，方波输出电路

，在正弦波的基础上通过LM339AD比较器稳定输出方波，可通过R15小幅调节占空比，但方波幅值不可调。R15调节范围0/100~~2/100，占空比约为0/100~~50/100之间，通过正弦波发生器中的R13可大幅度调节占空比。

3．三角波和锯齿波发生器 通过LM741CN运放，且由R18和C3组成积分电路，在方波基础上输出三角波，通过调节方波占空比可以产生锯齿波，当方波占空比为50/100时，输出三波。 4．三种波形的综合输出 一．正弦波输出波形

开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算

开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算 作者：陶显芳发布时间：2011-07-04文章来源：华强北·电子市场价格指数浏览量：50466 下面是开关电源设计务必掌握的知识 1、开关电源占空比的选择与计算 2、开关变压器初次级线圈匝数比的计算 希望从事开关电源设计的工程师对此感兴趣 概述：占空比是脉冲宽度调制(PWM)开关电源的调制度，开关电源的稳压功能就是通过自动改变占空比来实现的，开关电源的输出电压与占空比成正比，开关电源输出电压的变化范围基本上就是占空比的变化范围。由于开关电源输出电压的变化范围受到电源开关管击穿电压的限制，因此，正确选择占空比的变化范围是决定开关电源是否可靠工作的重要因素；而占空比的选择主要与开关电源变压器初、次级线圈的匝数比有关，因此，正确选择开关电源变压器初、次级线圈的匝数比也是一个非常重要的因素。 开关电源占空比和开关电源变压器初、次级线圈的匝数比的正确选择涉及到对开关电源变压器初、次级线圈感应电动势的计算。因此，下面我们先从分析开关电源变压器初、次级线圈感应电动势开始。 1.1占空比的定义 占空比一般是指，在开关电源中，开关管导通的时间与工作周期之比，即： （1）式中：D为占空比，Ton为开关管导通的时间，Toff为开关管关断的时间，T为开关电源的工作周期。 对于一个脉冲波形也可以用占空比来表示，如图1所示。 在反激式开关电源中，开关管导通的时候，变压器次级线圈是没有功率输出的，如果把（1）中的D记为D1，（2）式中的D记为D2，则D1、D2有下面关系： 1.2开关变压器初次级线圈的输出波形

图2a是输出电压为交流的开关电源工作原理图。为了便于分析，我们假说变压器初次级线圈的变压比为1:1（即N1=N2，L1=L2），当开关K又导通转断开时，变压器初级、次 级线圈产生感应电动势为： （6）式中：为变压器初级线圈的励磁电流，由此可知，变压器初、次级线圈产生 的反电动势主要是由励磁电流产生的。我们从（5）可以看出，当变压器初、次级线圈的负载电阻R很大或者开路的情况下，变压器初、次级线圈产生的感应电动势峰值是非常高的，如果这个电压直接加到电源开关管两端，电源开关管一定会被击穿。 为了便于分析，我们引进一个半波平均值的概念，我们把Upa、Upa-分别定义为变压器初、次级线圈感应电动势正、负半周的半波平均值。半波平均值就是把反电动势等效成一 个幅度等于Upa或Upa-的方波，如图2b中的Upa-所示。

方波 的频率和占空比可以改变Microsoft Word 文档

//51单片机方波占空比、频率可调 #include // 用定时器0 控制PWM sbit P1_0 = P1^0; // P1.0 PWM 输出 sbit key10 = P3^2; // 调节PWM0 占空比按键 sbit key11 = P3^3; unsigned char PWM0 = 2; // 占空比调整 unsigned char counter = 0; // 计数的 sbit tt1; // 标志位 void main() // 主函数 { TMOD=0x10; TH1=(65536-50)/256; // 定时时间可以修改 TL1=(65536-50)%256; // 12 MHz EA=1; // 中断启动 ET1=1; TR1=1; while(1) { // 调节PWM0 占空比 if(key10==0 && tt1==0) {tt1 = 1; PWM0++;} // K1、K2 if(key11==0 && tt1==0) {tt1 = 1; PWM0--;} if(key10==1 && key11==1) tt1=0; } } void Timer0(void) interrupt 3 // 定时器0 PWM 控制 { TH1=(65536-50)/256; // 定时时间可以修改 TL1=(65536-50)%256; counter++; if(counter >= 20) counter = 0; // PWM 20级可以修改if(counter >= PWM0) P1_0 = 0; else P1_0 = 1; }

555芯片设计占空比可调的方波信号发生器

占空比可调的方波信号发生器 三、实验原理： 1、555电路的工作原理 （1）555芯片引脚介绍 图1 555电路芯片结构和引脚图 555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。 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。 6脚：TH 高触发端（阈值输入）。 7脚：放电端。 8脚：外接电源VCC （VDD ）。 （2）555功能介绍 555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。 当V6VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。 当V6V A V B >V B 不变 导通

STM32_PWM占空比和频率可调

#include "stm32f10x_lib.h" void RCC_cfg(); void GPIO_cfg(); void TIMER_cfg(); void PWM_cfg(); //占空比，取值范围为0-100 int dutyfactor = 50; int main() { int Temp; RCC_cfg(); GPIO_cfg(); TIMER_cfg(); PWM_cfg(); //使能TIM3计时器，开始输出PWM TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); while(1); } void RCC_cfg() { //定义错误状态变量 ErrorStatus HSEStartUpStatus; //将RCC寄存器重新设置为默认值

RCC_DeInit(); //打开外部高速时钟晶振 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //等待外部高速时钟晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) { //设置AHB时钟(HCLK)为系统时钟 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //设置高速AHB时钟(APB2)为HCLK时钟 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //设置低速AHB时钟(APB1)为HCLK的2分频 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //设置FLASH代码延时 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //使能预取指缓存 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //设置PLL时钟，为HSE的9倍频8MHz * 9 = 72MHz RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //使能PLL

占空比可调的矩形波发生电路

占空比可调的矩形波发生电路实验二占空比可调的矩形波发生器实验 一、实验目的 1.掌握Im741芯片的使用方法； 2.了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。 二、实验原理 1」m741介绍 LM741系列是通用型运算放大器.其目的是为广泛的模拟应用高增益和宽工作电压范围在积分器，求和放大器，和一般反馈应用提供卓越的性能。其特点有：短路保护，出色的温度稳定性，内部频率补偿，高输入电压范围，空偏移。

图1丄M741应用电路图

LM741,LM741（芯片引脚和工作说明1和5为偏置（调零端）,为正向 输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源，8空脚 1输出端A 2反向输入端A 3正向输入端A 4接地5正向输入端B 6 反向输入端B 7输出端B 8电源+ 741运算放大器使用时需于7、4脚位供应一对同等大小的正负电 源电压+ Vdc 与—Vdc , —旦于2、3脚位即两输入端间有电压差存在， 压差即会被放大于输出端，唯 Op 放大器具有一特色，其输出电压值 决不会大于正电源电压+ Vdc 或小于负电源电压一Vdc ,输入电压差 经放大后若大于外接电源电压+ Vdc 至-Vdc 之范围，其值会等于+ Vdc 或—Vdc,故一般运算放大器输出电压均具有如图 3之特性曲线, 输出电压于到达+ Vdc 和—Vdc 后会呈现饱和现象。 Balance \ 1 __ 1 8 Input — a 1 \ 7 Input + □ 八 4 5 NC Output Balance -15V

图3.放大器输出入电压关系图 741运算放大器之基本动作如图4所示，若在非反相输入端输入电压，会于输出端得到被放大的同极性输出；若以相同电压信号在反相输入端输入，则会在输出端获得放大相同倍率后但呈逆极性之信号输出。而当对放大器两输入端同时输入电压时，则是以非反相输入端电压值(V1)减去反相输入端电压值(V2)，可于输出端得到(V1 —V2) 经过倍率放大后之输出。

占空比可调方波发生器

燕山大学 课程设计说明书 题目：低通FIR滤波器设计与应用学院（系）：电气工程学院 年级专业： 10级精仪二班 学号： 学生姓名：王舟济 指导教师：孟宗 教师职称：副教授

电气工程学院《课程设计》任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系

说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年月日

目录 摘要.................................................................第1章绪论.......................................................... 1.1设计内容..................................................... 1.2设计基本要求.................................................第2章总体方案论证与设计.......................................... 2.1方案论述..................................................... 2.2方波发生器的硬件组成框图..................................... 第3章方波发生器原理................................................................... .............................. 3.1方波发生器的原理与功能................................................................... ............. 3.2键盘控制原理................................................................... ................................. 3.3程序框图................................................................... ......................................... 3.4方波波形显示................................................................... ......................... 第4章系统硬件设计 ................................................................

占空比可调的矩形波发生器

占空比可调的矩形波发生器实验一、 二、实验目的 1.掌握NE555、ICM7555等定时器芯片的使用方法； 2.了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。 二、实验原理 1.定时器介绍 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1为555集成电路内部结构框图。其中由三个5KΩ的电阻R1、R2和R3组成分压器，为两个比较器C1和C2提供参考电压，当控制端VM悬空时（为避免干扰V M端与地之间接一0.01μF左右的电容），

VA=2VCC/3，VB=VCC/3，当控制端加电压时V A =V M ，V B =V M /2。 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。555集成电路的输出级为推拉式结构。 D R 是置零输入端，若复位端D R 加低电平或接地，不管其他输入 状态如何，均可使它的输出VO 为“０”电平。正常工作时必须使D R 处于高电平。 2．功能 555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。 当V6VB 时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也维持不变。 当V6

占空比可调的脉冲发生器

沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：微机系统综合课程设计课程设计题目：占空比可调的脉冲发生器 院（系）：计算机学院 专业：计算机科学与技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师：张维君 完成日期：2012年7月15日

沈阳航空航天大学课程设计报告 目录 第1章总体设计方案 (1) 1.1课程设计的内容和要求 (1) 1.2课程设计原理 (1) 1.3方案设计 (1) 1.4方案论证 (2) 1.5设计环境 (2) 第2章详细设计方案 (3) 2.1模块设计 (3) 2.2程序流程图 (4) 2.3硬件连线图 (6) 第3章调试及结果分析 (7) 3.1调试步骤及方法 (7) 3.2实验结果 (7) 3.3结果分析 (8) 参考文献 (9) 附录（源程序） (10)

沈阳航空航天大学课程设计报告错误！未指定书签。第 1章总体设计方案 第1章总体设计方案 1.1课程设计的内容和要求 一、课程设计内容： 具体内容如下： 1.用8255和8253产生脉宽可调的脉冲信号； 2.用实验箱上键盘中的两个按键调节脉冲； 3.按脉宽增加键脉宽逐渐增大，按脉宽减小键脉宽逐渐减小； 二、课程设计要求： 1.认真查阅相关资料； 2.独立设计、调试并通过指导教师现场验收； 3.撰写课程设计报告。 1.2 课程设计原理 根据课设要求，要实现通过键盘按键调节脉宽的脉冲信号发生器。本次设计中主要使用了8259可编程中断控制器，8255可编程并行接口芯片，8279键盘/显示芯片，8253定时/计数器以及部分连线来实现以上功能。利用8253芯片产生一定频率的脉冲信号，并用8255芯片以程序查询方式，检测该信号上高、低电平的持续时间，还要利用8259芯片的中断信号扫描信号，通过改变高电平的持续时间来调节占空比。最后，应用8279芯片将结果显示到数码管上。 1.3 方案设计 根据本次课程设计要求，用8253芯片计数器0产生低频率的方波信号，然后叠加一个矩形波，使之成为一个改变分频就可以改变占空比的矩形波。再将该矩形波作为计数器1产生的输入信号，使计数器1产生脉宽可调的脉冲信号，并把该脉冲信号接到8255的一个引脚（PB0），运用程序查询方式循环检测这个引脚高、低电平持续时间。利用芯片8259的中断功能循环扫描芯片8253计数器1的分频数，通过分频数计算占空比的值。在BX中存放分频数NUM，在CX中

占空比可调的锯齿波发生电路.

占空比可调的锯齿波发 生电路

一、设计任务 1、通过Multisim仿真软件设计一个锯齿波发生电路。 2、在这基础上设计一个占空比可调电路。 3、进一步了解各种运放元件的工作状态，熟练使用Multisim仿真软件。 二、设计电路 本电路设计采用矩形波转变成三角波的波形转换的方法得到三角波，在其中加一个占空比调节电路，当积分电路正向积分时间常数远大于方向积分时间常数，或者反向积分的时间常数远大于正向积分时间常数，那么输出电压上升和下降的斜率相差很多，就可得到锯齿波。 三、电路组成 在方波发生电路中，当滞回比较器的阈值电压数值较小时，可将电容两端的电压看成为近似三角波。但是，一方面这个三角波的线性度较差，另一方面带负载后将使电路的性能产生变化。实际上，只要将方波电压作为积分运算电路的输出电压u01=Uz时，积分运算电路的输出电压u0将线性下降；而当u01=-Uz时，u0将线性上升。波形如下图所示。

四、工作原理 （A）（B） 本方案设计的电路（A）为同相输入滞回比较器，电路（B）为积分运算电路。图中滞回比较器的输出电压u01=+-Uz,它的输入电压是积分电路的输出电压u0。则阈值电压+-UT=+-(R3/R4)Uz。积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压u01，输出电压的表达式为u0=-1/(1/R2+1/R5)*Uz（t1-t0）+u0(t0)。积分电路反向积分，u0随时间的增长线性下降，则使公式变成为u0=1/(1/R2+1/R5)*Uz （t2-t1）+u0(t1)。U0(t1)为u01产生跃变时的输出电压。电路以上循环产生自激振荡。 当积分电路正向积分时间常数远大于方向积分时间常数，或者反向积分的时间常数远大于正向积分时间常数，那么输出电压上升和下降的斜率相差很多，就可得到锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向上的积分通路不同，就可以得到锯齿波发生电路。如图（B）、图（C）所示。 （B）

TIM-PWM占空比计算

一、TIM中断2ms中断一次 1.这里的系统时钟是用48mHz, TIM1内部时钟48MHZ。（具体看时钟结构） 2.TIM1定时器时钟分频（htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;）输入定 时器前分频 3.TIM1预分频器48分频（htim1.Init.Prescaler = 48-1;）输入定时器后分频 4.自动装载值2000（htim1.Init.Period = 2000-1;） 5.注意：为什么要48-1,2000-1？因为库函数在计算的时候会加1。 定时器计数器时钟=系统时钟÷TIM1预分频器÷TIM1定时器时钟不分频 Ftim=48/48/1=1MHz 1个时钟周期就是1us，TIM1计数就是1us计数1次。 然而，自动装载值2000, TIM1自动计数计到2000-1就中断一次。 所以就是2MS中断一次，也就是2MS自动装载1次，那自动装载的频率=1/2MS=500Hz 下面这样配置就是2MS中断一次 void MX_TIM1_Init(void) { TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 48-1; htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim1.Init.Period = 2000-1; htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim1.Init.RepetitionCounter = 0; htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1, &sClockSourceConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); }

555占空比可调电路调试剖析

NE555占空比可调电路归纳 R1 R2' 工作原理：控制占空比实际上就是要控制电容C1的充放电时间，依据电路 图C1充电由0到2/3V CC3脚输出高电平，电容放电由2/3V CC降到1/3V CC输 出低电平，故只要控制好C1充放电回路就可以控制C1充放电时间进而控制输 出波形的占空比。 f =1/0.7C(R1+R2) 注：C为图中C1 R1、R2为图中标记为红色的R1'、R2'图例分析：充电回路，电流经过R1到达电位器由滑片流出，经过D2为电容C1充电。 电容充放电时间是一个RCln2的指数函数约等于0.7RC,而调节占空比C必须 一定，故只有R是决定占空比的变量，图中红色标记的R1'为充电回路电阻， 决定充电时间，电阻越大充点时间越长，输出高电平时间越长。 当R1=R2时充电时间等于放电时间，输出方波，占空比：50% 当R1=R2时充放电回路电阻和不变，即电路中总电阻（R1+R2）不变，由公式 可得频率不变，改变电阻器RP阻值可调节波形占空比，调节范围由RP总阻值 大小决定。 R1、R2可以是固定电阻，这里设置为电位器的目的是为了扩大输出频率，调 节R1、可以增加高电平的占空比，此法是用在要求频率不变调节RP占空比还 达不到要求时用到，增加R1阻值x达到要求的高电平的占空比，然后减小R1 阻值x这样就保持了频率不变，通俗地讲就是在一个周期内减少低电平持续时 间去增加高电平持续时间。但实际电路中很难调准，不推荐使用。

实际电路调试实物参数： R1:电位器253 （调节输出频率，RP、R2一定，阻值越大高电平持续时间越长）RP:电位器103 （在频率一定情况下，可调节输出波形的占空比。） R2:电位器253 （调节输出频率，RP、R2一定，阻值越大低电平持续时间越长） C1:104 （充放电为555提供触发） C2:103 （提高内部基准电压的稳定性） D1:RF107 （为电容C1放电提供单向电流，该型号管响应速度较其他管快） D2:RF107 （为电容C1充电提供单向电流，） 电路调试：f max =1.7K Hz f min =280 Hz 占空比：q=T高/T低=6/12 （f=280Hz时，调节RP时频率在3Hz以内波动，这是 因为二极管D1、D2产生管压降造成的）

几种简单的占空比可调脉冲电路

电子报/2006年/6月/4日/第017版 电子职校 几种简单的占空比可调脉冲电路 湖北汽车工业学院汪世文 常用的PWM电路的实质就是一个方波周期一定占空比可调电路，它的基本工作原理是将一个频率一定的锯齿波信号与一个直流控制电压在比较器进行比较，当直流控制电压改变时，输出占空比就跟随改变。在没有专用PWM电路的情况下，可以使用以下介绍的电路。 1.使用双比较器构成的占空比可调电路 图1是双比较器构成的占空比可调电路，电路使用一片双比较器，比较器（1）为一个方波振荡器，在其振荡电容上引出锯齿波送到比较器（2）的反相输入端，比较器（2）的同相输入端接控制电压，调节RP即可调节输出的占空比（即输出脉宽），其工作波形如图2所示。由图可知，直流控制电压越高，输出脉宽越宽，占空比越大；反之，脉宽变窄、占空比变小，而输出频率由锯齿波的频率决定。 2.使用单运放的占空比可调电路 电路如图3所示，单运放构成一个脉冲发生器电路，其振荡频率f＝1／2RfC，电路中Rf＝Rf1＋Rf2，电容器C充电经D2、Rf2，放电经D1、Rfl，改变Rf1与Rf2的比例就可以改变输出的占空比，其占空比为：

q（%）＝Rf1／Rf×100% 3.使用CMOS反相器的占空比可调电路 电路如图4所示，它是一个由奇数的CMOS反相器构成的多谐振荡器。图中的RP、C决定振荡频率。电容C的充、放电回路由D1、D2隔离，调节RP即可调节占空比。其振荡频率：f ＝1.4RPC 其占空比：q（%）＝Rp1／RP×100% 4.使用555定时器的占空比可调电路 电路如图5所示，这是一个555构成的典型多谐振器电路，为使占空比可调，加入了二极管D。由图可知，电容C的充电回路经RP1→D→C；放电回路经C→RP2→555的⑦脚。其占空比如下： q（%）＝RP1／RP×100% 调节RP即可调节输出脉宽。 5.使用双定时器的占空比可调电路 电路如图6所示，图中555（1）为多谐振荡器，555（2）为单稳电路，只要单稳定时的脉宽小于多谐振荡器的振荡周期就能正常工作。调节单稳定时电阻RP，就可以调节占空比。其占空比为：q（%）＝t／T×100%

脉冲占空比

脉冲占空比 占空比 占空比(Duty Ratio)在电信领域中有如下含义： 在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。 例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。 在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。 在CVSD调制（continuously variable slope delta modulation）中，比特“1”的平均比例（未完成）。 比特 信息量单位（bit） 数码转换器的基本构造，通常分为接收、数码滤波、数/类转换、I/V转换、类比放大等几个部分。以下仅就数码滤波与数/类转换作一浅释。 CD的取样频率为44.1KHz，这个规格的制定是根据Nyquist的取样理论而来，他认为要把类比讯号变成分立的符号（Discrete Time），取样时的频率至少要在原讯号的两倍以上。人耳的听觉极限约在20KHz，所以飞利浦在一九八二年推出CD时就将其制定为44.1KHz。取样是将类比讯号换成数码讯号的第一步，但精密度仍嫌粗糙，所以超取样的技术就出现了。一般八倍超取样就等于将取样频率提高到352.8KHz，一方面提高精度，一方面经过DAC之后产生的类比讯号比较完整，所需的低通滤波器（滤除音取样时产生的超高频）次数与斜率都可大幅降低，相位误差与失真也都会获得巨大改善。不过CD每隔0.00002秒才取样一次，超取样后样本之间就会产生许多空档，这时需要有一些插入的样本来保持讯号完整，而这样的任务就落在数码滤波器身上（Digital Filter）。比较先进的设计是以DSP（Digital Signal Processor）方式计算，以超高取样来求得一个圆滑曲线，例如Krell的64倍超取样，但目前只有Theta、Wadia、Krell、

设计并实现占空比可调的信号发生器汇总

目录 1 仿真软件介绍 (1) 1.1 Proteus软件介绍 (1) 1.2 Keil软件介绍 (1) 2 设计原理和方案 (1) 2.1方案的选择和设计 (1) 2.2 设计原理 (2) 2.3 系统硬件线路图设计图 (3) 2.3.1 51单片机介绍 (3) 2.3.2 LCD1602简介 (4) 2.3.3 系统硬件电路简介......................... 错误！未定义书签。 3系统软件设计........................................ 错误！未定义书签。 3.1 主程序 (6) 3.2 系统初始化子程序 (6) 3.3 键盘扫描程序 (7) 3.4 系统的资源分配表 (7) 3.5 源程序 (8) 4 系统软件仿真 (13) 5 性能分析 (15) 5.1定时器中断分析 (15) 5.2系统性能分析 (15) 5.3误差分析 (15) 6 心得体会 (16) 7 参考文献 (17)

1 仿真软件介绍 1.1 Proteus软件介绍 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。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8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 1.2 Keil软件介绍 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 2 设计原理和方案 2.1方案的选择和设计 方案一：采用分立器件实现非稳态的多谐振荡器，然后根据具体需要加入积分电路等