四相顺序脉冲发生器1
四相步进电机原理图及程序
四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍 c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。
图中L1为步进电机的一相绕组。
AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。
毕业论文-多进制数字信号调制系统
本科毕业设计（论文）题目多进制数字信号调制系统设计学生姓名XX 学号0907050208教学院系电气信息学院专业年级通信工程2009级指导教师汪敏职称讲师单位西南石油大学辅导教师职称单位完成日期2013 年 6 月9 日Southwest Petroleum UniversityGraduation ThesisSystem Design of M-ary Digital Signal ModulationGrade: 2009Name:Liu ShaSpeciality: Telecommunications EngineeringInstructor: Wang MinSchool of Electrical Engineering and Information摘要由于数字通信系统的实际信道大多数具有带通特性，所以必须用数字基带信号对载波进行数字调制。
也因此，数字调制方法成为了当今的热点研究对象，其中最常用的一种是键控法。
在带通二进制键控系统中,每个码元只能传输1比特的信息，其频带利用率不高,而频率资源又是极其宝贵的，为了能提高频带利用率,最有效的办法是使一个码元能够传输多个比特的信息，这就是本文主要研究的多进制数字调制系统，包括多进制数字振幅调制(MASK)、多进制数字频率调制(MFSK)和多进制数字相位调制(MPSK)。
多进制键控系统可以看作是二进制键控系统的推广，可以大大提高频带利用率，而且因其抗干扰性能强、误码性能好，能更好的满足未来通信的高要求，所以研究多进制数字调制系统是很有必要的。
本文通过对多进制数字调制系统的研究，采用基于EP2C35F672C8芯片，运用VHDL硬件描述语言，完成了多功能调制器的模块化设计。
首先实现多进制数字振幅调制(MASK)、多进制数字频率调制(MFSK)和多进制数字相位调制(MPSK) 的设计，将时钟信号通过m序列发生器后产生随机的二进制序列，再通过串/并转换器转换成并行的多进制基带信号；其次分别实现数字调制模块2-M电平变换器、分频器以及四相载波发生器的设计；最后在顶层文件中调用并结合四选一多路选择器，从而完成多功能调制器的设计。
脉冲发生器
③脉冲信号发生器。能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，可用以测试线性系统的瞬态响 应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。
先后用数字的方法研制了两种随机脉冲产生器。一种用单片机给出随机脉冲间隔;第二种用伪随机码给出随机 脉冲 。
超短
对于超高分辨率雷达、扩频通信技术以及其它许多需要宽带辐射的应用来说,超短脉冲发生器是十分重要的, 从某种程度上来讲,超短脉冲的形成技术已成为许多宽带应用中的核心技术。目前,有许多有关该技术的研究集中 在激光二极管驱动的GaAs光开关上,但是这些器件还不能在小于200 ps的情况下正常工作,同时,激光二极管还存 在重复率和可靠性方面的问题。另外一些产生高速瞬变电压的方法还有GaAs可控硅等,但是GaAs可控硅作为一种 成熟的产品还需一段时间 。
随机
放射性原子核的衰变在时间上是随机的。因此,一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数围绕其平均值成 泊松分布。核探测器接收到的信号计数率也围绕平均计数率呈泊松分布。其他随机过程,例如一定束流轰击靶发生 的反应数、正负电子束团对撞时单位时间内发生的事例数也都遵循同样的规律 。
一般,在检测电子电路和数据获取系统的性能时用脉冲产生器来模拟从核探测器来的信号。脉冲产生器信号是 周期性的,它们之间的时间间隔总是一样的。而一些较复杂的系统对周期性脉冲和随机脉冲的反应可能不一样,特 别是当计数率接近系统的处理能力的极限时。为了检测电子电路和数据获取系统在随机触发下的性能,需1、液压脉冲发生器液压脉冲发生器包括一个安装在进水管（1）上的液压气动蓄能器（2），此蓄能器通过 第一导管（3）与振荡发生器（4）连接，振荡发生器再通过第二导管（5）与水流转换器（6）连接。水流转换器 包括工作喷嘴（7）和排水喷嘴（8）。第二导管（5）至少由两段不同直径的管子（9、10）连接而成，前一段 （9）的直径为后一段（10）的直径的两倍。
4相步进电机驱动原理
步进电机驱动器的工作原理步进电机在控制系统中具有广泛的应用。
它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。
有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用，一般需自己设计驱动器。
本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。
本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。
1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。
图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。
当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。
而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。
依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4～P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。
第三章 四象限整流器
T1
D1 a
T3
D3 Cd
iN uN
LN
RN
uab
b T2 D2 T4 D4
ud
RL
模态2，T2与T3导通，T1与T4截止
diN dt dud dt 0 1 Cd i 1 N LN 1 u d 0 Cd RL 1 LN u N
Spw
MUB
KS
ESE
CD
PWR/PWMI
TW3
TW1
1
3
4 Fahrmotoren / 4 Traction motors
TW4
TW2
VLW ASG/TCU
Trafo/ Transformer
Erdstromwandler/ Earth current transformer
Traktionscontainer/ Traction container
i1 T1
T1 t Ts
要满足快速电流跟踪要求则必须有
|i1 | -|i2 | Im sin Ts Im Ts Ts
vab 0 -vdc Ts
t
vdcT1 L I mTs
27
四象限整流器工作原理
单极性PWM电流峰值处
i
0 t T1
T1 t Ts
T1或D1导通 T2或D2导通
S B {1 0
T3或D3导通 T4或D4导通
四象限整流器工作原理
电路共有3种工作模式
SASB=00或11 SASB=01
SASB=10
16
四象限整流器工作原理
工作模式1
当UN>0和iN>0时，D1与 T3导通或T2与D4导通，牵 引绕组向LN充电，电流iN 的幅值增大，电感LN储能
数字电子技术CH54顺序脉冲发生器
Y1 Y2
1
Y3
CP
Q0n1 Q0n
CR
Q1n1 Q0n Q1n Q0nQ1n Q0n Q1n
2. 由 D 触发器和译码器构成
Y0
Y1
Y2
Y3
&
&
&
&
防
止
竞
争 冒 险
1
Q0
FF0 1D C1
Q0 Q1
RD
FF1
1 1D C1
Q1RD
CP
1
=1
CR
Q0n1 D0 Q0n
Q1n1 D1 Q0n Q1n
自启动，只有 4 个有效状态， 但不需译码器。
Q1
Q2
(二) 由扭环型计数器构成（略）Q3
5.4.3 用 MSI 构成顺序脉冲发生器
1 CP
DDDD0123
74LS163
LD CR
CCTTTP
Q0
3位二进 Q1
制计数 QQ23
CO
74LS138
SSTTAB STC
Y0 Y1 Y2
译码器 YY34
Y5
结果与前同
5.4.2 移动位型顺序脉冲发生器
(一) 由环型计数器构成
Q0
Q1
Q2
FF0
FF1
FF2
Q0n1 Q0n Q1n Q2n
Q3
Q1n1 Q0n
FF3
Q2n1 Q1n
1D C1 R 1D C1 R
1D C1 R
1D C1 R
Q3n1 Q2n
CP
1
CR
CP
状态图同环型计数器，能 Q0
5.4 顺序脉冲发生器
5.4.1 计数型顺序脉冲发生器 顺序脉冲
四相四拍
步进电机需要提供具有一定驱动能力的脉冲信号才能正常工作，脉冲信号由单片机输出的激励信号经过脉冲分配产生。
脉冲分配可以通过硬件模拟分配电路实现，也可以利用软件方便地实现。
一个完整的驱动电路不仅需要激励信号，还需有足够的功率。
在一般的电路驱动中，需将由CPU产生的脉冲信号经过功率放大后，再接到步进电机输入端。
随着大规模集成电路技术的发展，逐渐出现了很多专门用于步进电机控制的脉冲分配芯片，它们配合功率放大的驱动电路可以实现步进电机的驱动。
12.3.1 一般步进电机驱动电路在专门的步进电机驱动集成芯片出现以前，一般都是采用电路来驱动步进电机工作。
在电路设计中，必须要考虑的是驱动信号的分配和放大。
在信号分配方面，采用的均是单片机统一分配的形式；在信号放大方面，则是由各种放大电路来完成的。
下面介绍一种利用硬件电路连接而成的脉冲分配驱动电路。
1．电路驱动的工作原理图12-5所示是一个四相步进电机的驱动电路。
A、B、C、D分别接到P1口的P1.4～P1.7。
通过软件控制一组脉冲序列，控制步进电机的转速、方向和步距。
在步进电机的驱动线路中，主CPU发出的控制信号经U1放大，传到复合三极管前一级的基极。
若CPU送出的数据为0，则前级三极管BG5作为开关三极管不导通，BG1也处于截止状态，电机内的线圈不得电；若CPU送出的数据为1，则前级三极管BG5的基极有了驱动电流，12V电压经电机的线圈、限流电阻和三极管形成通路。
在电路图中的A、B、C、D分别代表电机内部的4个线圈，在驱动线中的R5～R8作为限流电阻来限制线圈中的电流值。
在电阻和线圈两侧有并联的单向二极管，当CPU信号由1跳变为0时，三极管截止，电机的线圈会产生很大的感应电动势，这时线圈、限流电阻和单向二极管形成回路，保护三极管不被线圈的瞬时感应电动势烧坏。
二极管D1～D4也称回流二极管，在选择时要考虑到电源电压及线圈电流。
R1～R4和D1～D4组成一条支路，在对应的线圈突然不通电时能够和线圈构成一组循环回路。
vhdl试题选
写出模为24（0~23）的8421 BCD码加法计数器的VHDL描述。
画出下面VHDL描述的指令译码器的内部逻辑电路图LIBRARY IEEE；USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；ENTITY instruction_decoder ISPORT（code：IN Std_logic_Vector(2 DOWNTO 0)；data_l，data_r：IN Std_Logic；result：OUT Std_Logic)；END instruction_decoder；ARCHITECTURE behavl OF instruction_decoder ISBEGINPROCESS (code，data_l，data_r)BEGINCASE code ISWHEN″000″ => result <= data_l AND data_r；WHEN″001″ => result <= data_l NAND data_r；WHEN″010″ => result <= data_l OR data_r；WHEN″011″ => result <= data_l NOR data_r；WHEN″100″ => result <= data_l XOR data_r；WHEN″101″ => result <= data_l XNOR data_r；WHEN OTHERSEND PROCESS；END behavl；x := in3&in2&in1&in0； CASE x ISWHEN ″0001″ => y <= ″00″； WHEN ″0010″ => y <= ″01″； WHEN ″0100″ => y <= ″10″； WHEN ″1000″ => y <= ″11″； WHEN OTHERS => y <= ″--″； END CASE ； END ； END ；① 缺少Std_logic 类型的声明。
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电子创新设计论文题目：四相顺序脉冲发生器设计制作班级： D09电气自动化一班姓名：姜伟华李烨华学号： 0903210118 0903210119 指导教师：于强赵波2010年11月摘要本系统采用自动脉冲发生技术，控制过程是利用74ls系列中的00.160.90.138.139及对应集成块座构成的系统。
通过与非门控制信号输出。
由于使用了自动脉冲发生技术，该系统具有可靠性好，精度高等优点。
关键字：顺序脉冲时钟脉冲触发器计数器AbstractThe system adopts the automatic pulse generating technology, control process is to use the 74ls series 00.160.90.138.139 and corresponding system consisting of integrated blocks seat. Through and sr control signal output. By using automatic pulse generating technology, the system has good reliability, high precision of advantages.Key word: order pulse clock pulse flip-flop counter目录一、引言....................................... 错误！未定义书签。
二、设计要求 (6)三、系统设计与理论分析 (7)3.1电源模块 (7)3.2计数器模块 (8)3.3转换电路模块 (9)3.4延时模块 (9)3.5发光二极管模块 (10)四、主要硬件流程图 (11)五、结论 (13)六、总结体会 (14)七、附主要程序清单 (15)十、【参考文献】 (16)附件原理图一、引言产品的发展趋势往往决定于以下两个因素:一是产品的使用者(用户)的需要的不断发展;二是产品的技术的发展。
前者是外因，后者是内因。
直流电源产品也基本遵从这样的规律，市场需求和产品技术不断推动和促进产品的发展，也决定了直流电源产品的发展速度和方向。
直流稳压电源（DC Power Supply）一般分成线性电源及开关电源，线性电源因受变压器体积、重量限制，故一般功率不大、重量重，开关电源则因采用开关切换方式，功率较大，但纹波也大。
随着经济的发展，人民生活水平的提高越来越多的高科技电子产品走入千家万户已成为我们生活中必不可少的一部分。
我们的日常生活用电器越来越多，脉冲信号作为自动控制必不可少的触发信号在生产生活中发挥着重要的作用。
脉冲发生器已广泛应用到科技、电子、化工、建筑、机械、生物、信息管理等领域，脉冲发生器发展前景十分广阔，能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，脉冲发生器可用以测试线性系统的瞬态响应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统。
开发研制高性能脉冲发生器势在必行。
二、设计要求设计一个四相顺序脉冲发生器，四相输出端循环输出1110、1101、1011、0111。
1．基本要求a.根据题意设计制作硬件电路；b.输出变量驱动发光二极管，用发光二极管来表示输出编码；c.集成块的驱动电源也要求设计制作，但不做性能指标要求；d.由于时间原因时钟电路可不做，由实验箱提供。
2．发挥部分a. 设计制作一个2Hz的时钟发生电路。
经分析题目，设计原理如下：三、系统设计与理论分析. 3.1电源模块脉冲的电源电路主要由直流电源电路，功率放大电路，开关电路组成。
放电脉冲的产生过程如下，首先是脉冲发生器产生高频参数化的脉冲信号，经过光耦的隔离后，由功率推动电路进行功率放大，从而控制高频开关管的通断。
高频开关管的另一端接的是直流电源，直流电经过开关管的通断而产生高频的放电加工脉冲电源。
3.2 计数器模块表为74LS160的功能表和引脚功能说明电路的工作顺序是1110→1101→1011→0111。
当计数器计到状态1101时，进位端TC为1，经非门为0。
于是，下一个时钟到来时，将P3 ~ P0 端的数据1110送入计数器，此后又从1110开始计数，一直计数到0111，又重复上述程。
3.3 转换电路模块74ls138为3线-8线译码器，共有54/74ls138和54/74ls138两种线路结构型式，其工作原理是：当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1）和（E2）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
利用E1、E2、和E3可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
71LS138有三个附加的控制端。
当、时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。
否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平。
这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
3.4 延时模块定时器是根据时钟脉冲累积计时的，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms 等不同规格。
（定时器的工作过程实际上是对时钟脉冲计数）因工作需要，定时器除了占有自己编号的存储器位外，还占有一个设定值寄存器（字），一个当前值寄存器（字）。
设定值寄存器（字）存储编程时赋值的计时时间设定值。
当前值寄存器记录计时当前值。
这些寄存器为16位二进制存储器。
其最大值乘以定时器的计时单位值即是定时器的最大计时范围值。
定时器满足计时条件开始计时，当前值寄存器则开始计数，当前值与设定值相等时定时器动作，起常开触点接通，常闭触点断开，并通过程序作用于控制对象，达到时间控制的目的。
定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中作延时控制。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为0 电平。
3.5 发光二极管模块发光二极管简称为LED。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
四、主要硬件流程图五、结论四相顺序脉冲发生器可以实现以下功能：1、输出变量驱动发光二极管，用发光二极管来表示输出编码2、完成四相输出循环左移的移位顺序脉冲本设计制作完成了题目要求的基本部分的全部要求和发挥部分的大部分而且部分功能大大高于发挥部分的要求。
目前，在电子仪器，设备中经常用到四相顺序脉冲发生器，有时要求输出可预置，并当负载在一定范围内变化时应具有良好的稳定性，而且精度较高。
该设计完全符合了这些要求，如果再经过结构优化，将具有良好的市场前景。
六、总结体会在这次实训中我们把理论与实践从真正意义上相结合了起来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高。
课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
经过一个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。
从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。
同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
七、附主要程序清单八、【参考文献】[1] 全国大学生电子设计设计竞赛组委员会.《全国大学生电子设计竞赛训练教程[M]》.北京电子工业出版社，2005年[2] 全国大学生电子设计设计竞赛组委员会.《全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编（第一届～第五届）》[M].北京理工大学出版社，2004年[3] 李银祥.《数控电流源[R]》.武汉：武汉理工大学测试中心，2001年[4] 秦迎春.《利用AD7542实现程控电流源[J]》.国外电子元器件，2003，6:32～33[5] 张智杰.《AD574在数据采集中的应用[J]》.国外电子元器件，2003，6:55～56[6] 房小翠.《单片机实用系统设计技术[M]》.北京：国防工业出版社，1999年[7] 周庆.《高稳定电流比较环节引入的纹波分析[J]》.云南大学学报，1992，21:79～81[8] 刘公志.《新型数字直流电源设计[J].杭州电子工业学院学报》，2004，3(24):19～22电源电路部分：。