【正文】 黎濤：基于占空比和頻率可調(diào)的脈沖信號發(fā)生器 第 14 頁 共 24 頁 圖 45 頻率和占空比調(diào)節(jié) 2 5 系統(tǒng)測試 測試儀器 MF47 型模擬萬用表 VP5220D 雙蹤示波器 數(shù)英 DDS 函數(shù)信號發(fā)生器 雙路直流穩(wěn)壓電源 測試結(jié)果 頻率測試 測試條件：雙路直流穩(wěn)壓電源為 AVR 單片機提供電源，用 VP5220D 雙蹤示波器測試。 AVR 單片機產(chǎn)生的信號，脈沖信號占空比為 50%，幅度為 5V。如表 51. 表 51 頻率調(diào)節(jié)測試 D=50% Vpp=5V 預(yù)置頻率 輸出頻率 誤差 預(yù)置頻率 輸 出頻率 誤差 1Hz 1 HZ 0 25Hz 25 HZ 0 50Hz 50HZ 0 75Hz 75 HZ 0 100Hz 99HZ 1% 250 Hz 249 % 500Hz 498HZ % 750 Hz 748 HZ % 1KHz 998 HZ % 25 KHz % 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 24 頁 50KHz HZ 1% 75 KHz % 100KHz HZ % 200 KHz 199 KHZ % 300 KHz 298 KHZ % 400 KHz 396 KHZ % 500 KHz 495 KHZ 1% 600 KHz 597 KHZ 1% 700 KHz 696 KHZ % 800 KHz 795 KHZ % 900 KHz 895 KHZ % 1MHz 995 KHZ % 占空比測試 測試條件： 雙路直流穩(wěn)壓電源為 AVR 單片機提供電源，用 VP 5220D 雙蹤示波器測試 AVR單片機產(chǎn)生的信號，幅度為 5V，頻率值為 1KHz， 100KHZ， 1MHZ。 如表 52 表 52 占空比調(diào)節(jié)測試 1KHz 100KHZ 1MHZ 預(yù)置占空比 輸出占空比 誤差 預(yù)置占空比 輸出占空比 誤差 預(yù)置占空比 輸出占空比 誤差 1% 1% 0 1% 1% 0 1% 1% 0 10% 10% 0 10% 10% 0 10% 10% 0 20% % % 20% % % 20% % % 30% 29% % 30% 29% % 30% 29% % 40% 39% % 40% 39% % 40% 39% % 50% 51% 2% 50% 51% 2% 50% 51% 2% 60% 61% % 60% 61% % 60% 61% % 70% 68% % 70% % % 70% % % 80% 78% % 80% % % 80% % % 90% 91% % 90% 91% % 90% 91% % 99% 98% 1% 99% 98% 1% 99% 98% 1% 誤差分析 (1) 頻率誤差 工作于快速 PWM 模式時，通過設(shè)置計數(shù)的最大值到寄存器中，從而在計數(shù)到最大值是清零或置位。這個最大值是通過單片機晶振頻率換算出來的，換算公式如式 ，所以每一個設(shè)定的頻率值不是都被晶振整除，這樣會造成頻率的誤差。 )1( /_ T O PN fP WMOC OIc lknx ??? （ ） 從公式可看出，換算出來的最大值還和晶振的分頻比有關(guān)，頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，分頻出來的誤差不同。 (2) 占空比誤差 通過以上公式可以算出產(chǎn)生相應(yīng)頻率的寄存器設(shè)定值，這個值也 就是整個周期的時間，換算公式如式 。將這個最大值乘以設(shè)定的占空比就是改變占空比寄存器 OCR1B 的設(shè)定值。 %XTOPD ?? （ ） 當兩個相乘以后，小數(shù)將被省去，如果在頻率值較高時，會造成比較大的誤差。 黎濤：基于占空比和頻率可調(diào)的脈沖信號發(fā)生器 第 16 頁 共 24 頁 6 結(jié) 論 首先通過資料和文獻的收集和查閱，對本設(shè)計進行了初步的方案設(shè)計。然后通過實際電路對方案進行論證，在論證過程中，修改設(shè)計方案的不足，并再提出其他多種方案考慮，直到最后可行方案形成。方案形成后，就是方 案單元電路的實現(xiàn)，包括硬件單元設(shè)計和軟件設(shè)計。在設(shè)計過程中充分利用了軟件的硬仿真，減少硬件電路改動，仿真成功后，最后軟硬件結(jié)合聯(lián)機調(diào)試。 本次設(shè)計脈沖發(fā)生器用途廣泛，如現(xiàn)在智能充電器充電的應(yīng)用， PWM 波能靈活調(diào)節(jié)充電的快慢，具有很好的智能性。此脈沖信號發(fā)生器還可以很好的應(yīng)用于步進電機和舵機的控制，脈沖發(fā)生器的脈沖寬度改變，可以精確控制步進電機工作的速度，能夠很好的實現(xiàn)步進電機的自動控制。 但本次設(shè)計也還存在一些不足，在低頻控制時，占空比調(diào)節(jié)很精確，波形較好，但到高頻段時，由于 AVR 單片機的工作頻率和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 以及外圍電路設(shè)計不足，導(dǎo)致波形邊沿出現(xiàn)波紋和占空比調(diào)節(jié)不準確。 將來的脈沖發(fā)生器將向著更高頻率的方向發(fā)展，高頻率的脈沖信號廣泛應(yīng)用于高速無限電接入和軍事通信通信中。 致謝語 本次設(shè)計過程中，遇到了不少的困難，但在和老師討論后，老師細心地指導(dǎo)，使一個個問題迎刃而解。在這里要感謝譚老師，在初始方案的設(shè)計到實物的制作，由于自身經(jīng)驗不足，制作的電路方案在實現(xiàn)過程中部分難以實現(xiàn)，譚老師憑借豐富的經(jīng)驗，細心地講解，使自己的思路得到擴展，電路方案變得完善。還有一些其他的老師也不厭其煩的解惑答疑，在這里一并表示感謝。 還要感謝的是熱心幫助的同學(xué)，在設(shè)計過程中，遇到了問題，大家一起討論，使問題得到了新的解決方法。 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 共 24 頁 參考文獻 [1] 陳立萬 ,唐建國等 .脈沖與數(shù)字電路 .北京：中國物資出版社 .2020 [2] 黃智偉 .全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社 .2020年 [3] 謝自美 .電子線路綜合設(shè)計 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020 [4] 楊艾兵 ,張錫恩等．基于虛擬儀器的脈沖信號發(fā)生器．河北：石家莊軍械工程學(xué)院． 2020 [5] 周濤 .單片機低頻脈沖發(fā)生器的開發(fā)及應(yīng)用 .南京 :南京航運學(xué)校 .2020年 [6] 雨宮好文，小柴典居主編 彭斌譯．脈沖電路．北京 : 科學(xué)出版社 .2020年 [7] 陳建 ,白永林 ,程光華等 .基于 MCU和 CPLD的嵌入式可調(diào)脈沖發(fā)生器設(shè)計 .2020年 [8] 楊可 ,陳慶國．高壓陡前沿脈沖發(fā)生器的研究．哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)． 2020年 [9] 肖珊 ,魯五一 .基于 DDS芯片 AD9851的高壓脈沖發(fā)生器 .湖南：中南大學(xué)． 2020年 [10] 許珉 ,鄭文棋．基于單片機的低壓脈沖發(fā)生器研制．河南：鄭州大學(xué)． 2020年 [11] 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編．北京：北京理工大學(xué)出 版社． 2020年 [12] 張克彥． AVR單片機實用程序設(shè)計．北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 .2020年 [13] 金春林． AVR系列單片機 C語言編程與應(yīng)用實例．北京 : 清華大學(xué)出版社 ． 2020年 黎濤：基于占空比和頻率可調(diào)的脈沖信號發(fā)生器 第 18 頁 共 24 頁 Based on duty cycle and frequency adjustable pulse generator Li Tao Grade 2020 Major in electronic information engineering School of Applied Tchnology Chongqing Three Ges University Wanzhou Chongqing 404000 Abstract: This paper presents a duty cycle, frequency and amplitude independently adjustable stepper pulse signal generator. Designed to take full advantage of the AVR microcontroller can generate pulsewidth modulated wave (PWM), by setting the microcontroller39。s registers can be achieved within the PWM wave frequency 1Hz1MHz, and 1% 99% duty cycle within the framework of an independent regulator, and then bined with an external amplitude control circuit, can achieve the intended design features. These designs have high stability, good reliability, the hardware circuit is simple, versatile and so on. Keywords: MCU the duty cycle frequency pulse generator 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 共 24 頁 附錄 程序清單 主程序 include include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int void main() { DDRD|=0X30。 TCCR1A=0X63。 TCCR1B=0X1a。 lcd1602_show()。 while(1) { OCR1A=1499。 OCR1B=get_dutycycle*15。 get_key_dat()。 } } 主程序結(jié)束 鍵盤掃描程序 include include include include define uchar unsigned char define uin