汽车电子PWM信号发生器
3.PWM信号发生器设计
第一期可编程逻辑设计培训研讨 2013年1月 湖北武汉
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华中科技大学 国家电工电子实验教学示范中心
PWM信号发生器实验
• *编写TestBench并在ModelSim中仿真
`timescale 1ns/1ps module testbench; reg clk; reg [7:0] data; wire pwm; initial begin clk = 1'b1; data = 8'd0; pwm_t = 1'b0; #100000 data = 8'd32; #100000 data = 8'd64; #100000 data = 8'd128; #100000 data = 8'd160; #100000 data = 8'd192; #100000 data = 8'd224; #100000 data = 8'd255; #100000 $stop(); end always begin #20 clk = ~clk; end pwm pwm_inst(.clk(clk), .data(data), .pwm(pwm)); endmodule
• 编写并添加按键驱动和显示占空比的逻辑 • 下载至EDA-CPLD板上，并用示波器观察
第一期可编程逻辑设计培训研讨 2013年1月 湖北武汉 5 华中科技大学 国家电工电子实验教学示范中心
实验过程（自编）
• 直接在ModelSim ALTERA STARTER EDITION 6.5b 中进行编写、访真即可。 新建三个文件，
module pwm( input clk, input [7:0] data, output pwm ); reg [7:0] cnt; always@(posedge clk) begin cnt <= cnt + 1’b1; end always@(posedge clk) begin pwm <= (data > cnt); end endmodule
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。
pwm的芯片
pwm的芯片PWM芯片是一种用于产生脉冲宽度调制（PWM）信号的集成电路。
它可以根据输入信号的频率，调整输出信号的占空比，从而控制电路中的功率。
PWM芯片广泛应用于各种领域，例如电机控制、照明调光、音频处理等。
PWM芯片通常具有以下几个主要功能：1. 脉冲信号发生器：PWM芯片可以生成稳定的脉冲信号，并根据输入信号的频率进行调整。
通常，脉冲信号的高电平（占空比）可以通过调整PWM芯片内部的寄存器进行配置。
2. 输出驱动器：PWM芯片内部通常集成了输出驱动电路，可以直接驱动外部电路。
输出驱动器的特点是能够提供较大的输出电流和电压范围。
3. 输入接口：PWM芯片通常具有多种输入接口，可以接收外部信号进行控制。
常见的输入接口有模拟输入、数字输入、串行总线接口等。
4. 保护电路：PWM芯片通常内嵌了各种保护电路，以保护电路免受过流、过热、输入干扰等可能的危害。
这些保护电路可以有效提高电路的可靠性和稳定性。
PWM芯片在实际应用中具有多种优点：1. 高效能：通过调整占空比，PWM芯片可以实现高效能的电力传输。
相较于直流信号，PWM信号可以降低功耗，提高能量利用率。
2. 精确控制：PWM芯片具有高精度的占空比控制能力。
通过调整占空比，可以精确控制输出信号的波形特性，从而实现精确定时和精确功率控制。
3. 灵活性：PWM芯片具有灵活的输入接口，可以适应不同类型的输入信号，如模拟信号、数字信号等。
同时，PWM芯片可以通过软件或硬件配置的方式实现多种控制方式，满足多种应用需求。
4. 可靠性：PWM芯片通常内嵌了多种保护电路，以提高电路的可靠性和稳定性。
这些保护电路可以在电路发生异常情况时，保护芯片免受损坏，进一步延长其使用寿命。
总结起来，PWM芯片是一种在电路控制领域中广泛应用的集成电路。
它具有高效能、精确控制、灵活性和可靠性等特点。
随着技术的发展，PWM芯片已经在各个领域得到了广泛应用，并不断推动着电路控制技术的发展。
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信号发生器实验报告.doc
EDA学院：电气学院班级：电科1班学号：***********姓名：***实验三PWM信号发生器的设计1.实验目的(1)进一步熟悉掌握Quartus II。
(2)进一步熟悉和掌握GW48-CK或其他EDA实验开发系统的应用。
(3)学习和掌握VHDL进程语句和元件例化语句的使用。
2.实验内容设计并调试好PWM信号发生器电路PWM.VHD，并用GW48-CK或其他EDA实验开发系统进行硬件验证。
3.实验条件(1)开发软件：Quartus II。
(2)实验设备：GW48-CKEDA实验开发系统。
(3)拟用芯片：EP2C8Q208C8N。
4.实验设计1)系统原理框图为了简化设计并便于显示，本信号发生器电路PWM的设计分为两个层次，其底层电路可，再由包括两个完全相同的加载加法计数器LCNT8而成。
PWM 电路学 !»|\ System (27) Processing (9) fy Extra Info \ Info (9) \ Warnrg \ Critical V /arnng 入 Error 入 Stppresied 入 Flag /C |M essag© 0<rf 16~—土土J[T =2) VHDL 程序PWM 信号发生器的底层和顶层电路均采用VHDL 文本输 入，有关VHDL 程序如下。
加载加法计数器LCNT8的VHDL 源程序：LIBRARY 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 一LOGIC); END ENTITY LCNT8;ARCHITECTURE ART OF LCNT8 ISSIGNAL COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 255; BEGINIF CLKEVENT AND CLK= 1 THEN IF LD=1THEN COUNTED;Cyclon® II EP2C5Q20eC8 •淼 PWfl•说 ITFT8 VI以 LCFT8 U2cbIn:pr:Fil妝ZB OO hHl«o$ <fels-kc QE典K BpLCMT8.U2SPWLCMT8U1CCLRTypeInessageV. w w.wInCo: Coximand: quactus_slu --cead_3ettmgs_£iles=on --wcite_setting3_Ciie3=oC£ pum -c pwu Info: Using vector source rile ”C"Documents and Settirigs/Ovner/jftffi/maa/pwn/pim.vur. Into: Option to pcesecve fewer signal transitions co reduce mexxory requicenents is enabled Into: Simulation partitioned into 1 sub-3imulations Info: Simulation coverage is 77.33 %Info: Munbec of transitions m simulation is 50002Inco: Quactus II Smulacor was successful. 0 errors, 0 uatnmgs5ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT) ISBEGINIF COUNT=255 THEN CAO<=1;ELSE CAO<=0END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;PWM信号发生器的VHDL源程序：LIBRARY 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 CAO 1 ,CAO2:STD_LOGIC;SIGNAL LD1，LD2:STD一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(CAO 1，CAO2)ISBEGINIF CAO 1=4'THEN SPWM<=,0,;ELSIF CAO2,EVENTAND CAO2=TTHEN SPWM<=,1,;END IF;END PROCESS;LD1<=NOTSPWM;LD2<=SPWM;PWM<=SPWM;END ARCHITECTURE ART;Type Message3）工程编译后:Info: Cox&xand: quactus^sim --read_secting3_Cile3=on --ucite_settlngs_Clles=oCC pun -c pum Info: Using vector source file M C:/Docu»encs andSetcings/Oroer/iftffi/nlua/pvuQ/pwu.vtrf M Into: Option to preserve Cewer signal transitions to reduce aeaoty tequiceaents is enabled Into: SiwUacion partitioned into 1 sub-simulationsInfo: Sluulacion coverage Is 77.33 kInfo: Munhec of transitions In simulation is 50002Info: Quactus II Sntulatoc va3 successful. 0 errotSy 0 warningso \ System (27)入 Processing (9)人 EWraInf 。
pwm电机 调速原理
pwm电机调速原理
PWM电机调速原理
PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电机转速的调速方法。
在PWM调速原理中，控制器向电机输出一段固定频率的方波信号，通过改变方波信号的脉冲宽度来调节占空比，从而达到调速的目的。
具体而言，PWM电机调速原理可以分为以下几个步骤：
1. 设定目标转速：通过设定控制器中的目标转速值，确定电机需要达到的转速。
2. 信号发生器：控制器中的信号发生器会生成一段固定频率的方波信号，频率一般是几十kHz至几百kHz。
3. 脉宽调制：通过调节方波信号的脉冲宽度，即调节方波中高电平的时间长度，来改变方波信号的占空比。
一般来说，脉冲宽度越长，占空比越高，电机转速也就越快。
4. 电机驱动：根据脉宽调制生成的方波信号，控制器会控制电机驱动电路，将相应的电流传递给电机。
5. 反馈控制：为了保持电机转速的稳定，通常会加入反馈控制系统。
通过测量电机转速并与设定的目标转速进行比较，控制器可以对脉宽调制的占空比进行自动调整，以使电机转速保持在设定范围内。
通过不断调整脉宽调制的占空比，控制器可以实现对电机转速的精确调节。
PWM调速原理广泛应用于许多领域，如机械传动、风扇调速、电动车辆等。
PWM信号发生器设计开题报告
开题报告毕业设计题目： PWM信号发生器设计浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班级10电子1班姓名课题名称PWM信号发生器设计目录：一、选题意义二、国内外研究现状三、研究的基本内容与拟解决的主要问题四、总体研究思路(方法与技术路线)五、可行性分析六、预期研究成果七、研究工作计划参考文献成绩：答辩意见答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日PWM信号发生器设计开题报告一、选题意义PWM是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。
这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
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最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点[1]。
PWM信号发生器是实验室常见的一种仪器，其控制方法也是包括模拟电路、数字电路和计算机控制等方法。
其中，计算机控制的数字信号发生器因为功能多、精度高成为现代信号发生器的主要控制方法。
本设计将采用单片机实现各种信号的频率、幅值的控制，硬件电路设计是以AT89C52单片机为核心控制器构成的，由信号发生电路，频率可调电路、幅值可调输出电路，键盘显示器电路、电源电路等模块组成[2]。
二、国内外研究现状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[3]。
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。
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年级：07级面向专业：电子信息工程学时：3周
项目名称：
汽车电子PWM信号发生器
项目类型
硬件设计与制作
特殊要求
无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
承担学生姓名
学号
专业
联系电话
项目设计要求：
技术参数：
电源电压：12~15VDC
输出频率：100Hz~10KHz，步进<100Hz可调。
输出占空比：1%~99%可调。
显示误差：2%
地点: EDA实验室
2009年12月16～18日：完成原理图及PCB图的绘制；地点: EDA实验室
2009年12月21～22日：完成电路板的制作及测试；地点:电子制作中心
2009年12月23～25日：软件编程及调试；地点: EDA实验室
2009年12月28～29日：完成软件编程及调试；地点: EDA实验室
地点:EDA实验室
项目验收方式：
1、在实训期间进行作品验收，验收后交实训论文及实训的资料打印稿及电子文稿。
2、设计报告要符合桂林电子科技大学毕业设计论文统一格式。
项目开始时间：
2009-12-14
项目结束时间：
2009-12-31
任务下达：
符强、严素清、卜波涛
[5]陈国呈，PWM变频调速技术，北京：机械工业出版社，2000.2
完成形式：
1.设计与制作可供实际检测的实物样板；
2.每位同学完成一个作品，作品的内容必须和单片机相关。
3.完成实训论文。
项目设计进度要求：
2009年12月13日：晚上八点进行初实训动员及实训过程安排；
2009年12月14～15日：完成查找资料、方案论证、确定方案的过程；
多路输出：可六路同时输出
参考资料：
[1]李刚，protel DXP电路设计标准教程，北京：清华大学出版社，2005
[2]黄仁欣，单片机原理及应用技术，北就：清化大学出版社，2005
[3]何立民，单片机高级教程，北就：北京航空航天大学出版社，2000
[4]王水平，PWM控制与驱动器使用指南及应用电路．单端控制与驱动器部分，西安：西安电子科技大学出版社，2004
2009年12月30～31日：完成论文撰写；地点: EDA实验室
2009年12月31日：①上交作品并通过指导教师的验收；地点：EDA实验室、电子制作中心
②独立撰写字数在5000字以上的实训论文，统一按桂林电子科技大学课程设计论文格式编写，并上交论文及实训资料（包括论文的电子文稿及打印稿，任务书，Protel电子设计文件等）；