pwm信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

　　脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation.PWM）控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)和模擬信號(hào)數(shù)字傳輸通信領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的控制方式，因此研究基于PWM技術(shù)的脈沖寬度及周期可調(diào)的信號(hào)發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　這篇文章主要就是說(shuō)明計(jì)數(shù)器計(jì)算時(shí)鐘脈沖的上升沿個(gè)數(shù)，再通過(guò)輸出電平反復(fù)翻轉(zhuǎn)得到計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)（脈沖寬度）可控的PWM信號(hào)。

　　為了使本次設(shè)計(jì)產(chǎn)生的PWM信號(hào)能用于頻率穩(wěn)定度高的晶振，故在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中添加了一個(gè)分頻模塊，因此PWM信號(hào)發(fā)生器由分頻器和信號(hào)發(fā)生器兩個(gè)部分組成。其組成框圖如圖2.1所示

　　PWM信號(hào)發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)流程圖如圖2.2所示

　　如上圖的框圖所示，輸入是納秒（ns）級(jí)的高頻時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)過(guò)分頻模塊后產(chǎn)生毫秒（ms）級(jí)的低頻時(shí)鐘，然后由低頻時(shí)鐘控制信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生一定周期的矩形波，再經(jīng)過(guò)具體的設(shè)計(jì)形成占空比可調(diào)的PWM信號(hào)。

　　本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)要求是產(chǎn)生1KHz的脈沖寬度可調(diào)的矩形信號(hào)，仿真中輸入時(shí)鐘clk的周期為10ns，經(jīng)過(guò)1000分頻器后變成周期為10us（頻率為0.1MHz）的時(shí)鐘，再通過(guò)信號(hào)發(fā)生器模塊中的計(jì)數(shù)上限為100計(jì)數(shù)器，產(chǎn)生周期為1ms（頻率為1KHz）的周期矩形信號(hào)，再有輸入端口控制占空比，產(chǎn)生寬度可調(diào)的PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能。

　　分頻實(shí)際就是一個(gè)計(jì)數(shù)的過(guò)程，通過(guò)計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)來(lái)控制輸出高低電平的時(shí)間，最重要的是高低電平的維持時(shí)間相等，即產(chǎn)生方波信號(hào)。

　　使用時(shí)鐘分頻方法產(chǎn)生可用時(shí)鐘頻率的設(shè)計(jì)流程圖如圖3.1所示：

　　主要程序代碼

　　if clkin=‘1’ and clkin‘event then --時(shí)鐘上升沿觸發(fā)

　　if count=1000 then count：=0; --計(jì)數(shù)計(jì)到999則清零

　　elsifcount《=500 then clkout《=‘1’; --計(jì)數(shù)到500電平翻轉(zhuǎn)

　　elseclkout《=‘0’;

　　end if;

　　count：=count+1; --時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)

　　end if;

　　定義實(shí)體之后，在由輸入時(shí)鐘（ns）觸發(fā)的進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)分頻，首先定義一個(gè)中間計(jì)數(shù)變量，當(dāng)計(jì)算輸入時(shí)鐘上升沿個(gè)數(shù)從0至500時(shí)輸出高電平，從500至1000時(shí)輸出低電平，從而產(chǎn)生周期為輸入信號(hào)1000倍的方波信號(hào)，分頻比可由下式得到：

　　A= To ÷Ti （3.1）

　　其中，To為輸出時(shí)鐘的周期，Ti為輸入時(shí)鐘的周期。