脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，包括單片機、反向器U1A、反相器U1B、反向器U1C、與門單元U2A和與門單元U2B，所述單片機包括一個可編程計數(shù)器陣列模塊PCA，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCA0與所述反向器U1A的輸入端連接，所述單片機的通用引腳On/Off與所述反向器U1B的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCA1與所述與門單元U2B的輸入端連接。本實用新型特點是調(diào)整方便、編程簡單。
【專利說明】脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種信號產(chǎn)生電路，特別涉及一種脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路。

【背景技術(shù)】
[0002]脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制的全橋變換器在開關(guān)電源/UPS/逆變器/逆變焊機/馬達控制中應用非常廣泛。
[0003]常用的方法有使用專用集成電路如TL494/UC3846/SG3525等，也可利用單片機，DSP的PWM輸出引腳來生成，也可采用FPGA來構(gòu)成PWM輸出。然后，這些方式的缺點在于調(diào)整不方便，編程復雜。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種調(diào)整方便且編程復雜的新型脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，包括單片機、反向器U1A、反相器U1B、反向器U1C、與門單元U2A和與門單元U2B，所述單片機包括一個可編程計數(shù)器陣列模塊PCA，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAO與所述反向器UlA的輸入端連接，所述單片機的通用引腳On/Off與所述反向器UlB的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAl與所述與門單元U2B的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCA2與所述反向器UlC的輸入端連接，所述反相器UlA的輸出端與所述與門單元U2A輸入端連接，所述反向器UlB的輸出端分別與所述與門單元U2A和與門單元U2B的輸入端連接，所述反向器UlC的輸出端與所述與門單元U2B的輸入端連接。
[0006]本實用新型的特點在于:1)死區(qū)時間可利用宏定義設(shè)定/調(diào)整非常方便；2)無需使用定時器和中斷資源，編程異常簡單，并可選擇使用8位或16位PWM方式(16位方式可提高分辨率但使用了中斷，不建議使用除非能很好地控制好時序)，MCU的占用率很少(僅需簡單地改變寄存器的值)且不增加編程的復雜性；3)可增加邏輯電路實現(xiàn)單片機及硬件電路的雙重異常保護；4)省去復雜的硬件集成電路及其周邊元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型電路圖；
[0008]圖2為PCA原理框圖；
[0009]圖3為PCA的8位PWM方式原理框圖。

【具體實施方式】
[0010]參照圖1，本實用新型提供的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，包括單片機、反向器U1A、反相器U1B、反向器U1C、與門單元U2A和與門單元U2B，所述單片機包括一個可編程計數(shù)器陣列模塊PCA，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAO與所述反向器UlA的輸入端連接，所述單片機的通用引腳On/Off與所述反向器UlB的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAl與所述與門單元U2B的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCA2與所述反向器UlC的輸入端連接，所述反相器UlA的輸出端與所述與門單元U2A輸入端連接，所述反向器UlB的輸出端分別與所述與門單元U2A和與門單元U2B的輸入端連接，所述反向器UlC的輸出端與所述與門單元U2B的輸入端連接。第一路信號由PCAO經(jīng)反相器輸出，其占空比為x/256(其控制值假定為X)(假定死區(qū)時間5us，則宏定義設(shè)置死區(qū)時間為5，PCA0CPH0的允許范圍為5-123)，PAC2總是產(chǎn)生50%的占空比以用于在半周期時產(chǎn)生信號(其輸出在單片機外部用非門取反)與PCAl邏輯與運算。PCAl在改變寄存器值時賦值為128+x，與PCA2反相后的信號邏輯與運算后即為第二路信號。
[0011]關(guān)于本電路的工作原理，參照圖2，以C8051F320型號單片機為例，該單片機帶有I個可編程計數(shù)器陣列(PCAO)可編程計數(shù)器陣列(PCAO)提供增強的定時器功能，與標準8051的計數(shù)器/定時器相比，它需要較少的CPU干預。PCA由一個專用的16位計數(shù)器/定時器和5個16位捕捉/比較模塊組成。每個捕捉/比較模塊有其自己的I/O線(CEXn)，這些I/O線在被允許時通過交叉開關(guān)連到端口 I/O。計數(shù)器/定時器由一個可編程的時基信號驅(qū)動，時基信號可以在六個時鐘源中選擇:系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)時鐘/4、系統(tǒng)時鐘/12、外部振蕩器時鐘/8、定時器O溢出或ECI輸入引腳上的外部時鐘信號。在使用實時時鐘(RTC)功能時,外部振蕩器時鐘方式是理想的選擇,此時用內(nèi)部振蕩器驅(qū)動系統(tǒng)時鐘,而PCA的時鐘由一個精確的外部振蕩器提供。捕捉/比較模塊有六種工作方式:邊沿觸發(fā)捕捉、軟件定時器、高速輸出、頻率輸出、8位PWM和16位PWM。每個捕捉/比較模塊的工作方式都可以被獨立配置。
[0012]在此，我們使用8位PWM方式，參照圖3，8位方式下每個模塊都可以被獨立地用于在對應的CEXn引腳產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)輸出。PWM輸出的頻率取決于PCA計數(shù)器/定時器的時基。使用模塊的捕捉/比較寄存器PCAOCPLn改變PWM輸出信號的占空比。當PCA計數(shù)器/定時器的低字節(jié)(PCAOL)與PCAOCPLn中的值相等時，CEXn引腳上的輸出被置‘I’ ；當PCAOL中的計數(shù)值溢出時，CEXn輸出被復位。當計數(shù)器/定時器的低字節(jié)PCAOL溢出時(從OxFF到0x00)，保存在PCAOCPHn中的值被自動裝入到PCAOCPLn，不需軟件干預。通過將PCAOCPMn寄存器中的ECOMn和PWMn位置‘I’來使能8位脈沖寬度調(diào)制器方式。8位PWM方式的占空比由以下方程給出。
[0013]注意:當向PCAO的捕捉/比較寄存器寫入一個16位數(shù)值時，應先寫低字節(jié)。向PCAOCPLn的寫入操作將清‘0’ ECOMn位；向PCAOCPHn寫入時將置‘I’ ECOMn位。
[0014]
,={256-PCAO(Tiin)


Zjo
[0015]由方程可知，最大占空比為100 % (PCAOCPHn = O)，最小占空比為0.39 %(PCAOCPHn = OxFF)?？梢酝ㄟ^清‘0’ ECOMn位產(chǎn)生0%的占空比。
[0016]為產(chǎn)生占空比可調(diào)在本實用新型中，使用了 3路PCA資源，，整個控制過程中沒有使PCA時鐘停止/暫停，因此不影響第四路PCA及看門狗的應用。
[0017]本實用新型的優(yōu)點如下:
[0018]1、死區(qū)時間可利用宏定義設(shè)定/調(diào)整非常方便；
[0019]2、無需使用定時器和中斷資源，編程異常簡單，并可選擇使用8位或16位PWM方式(16位方式可提高分辨率但使用了中斷，不建議使用除非能很好地控制好時序)，MCU的占用率很少(僅需簡單地改變寄存器的值)且不增加編程的復雜性；
[0020]3、可增加邏輯電路實現(xiàn)單片機及硬件電路的雙重異常保護；
[0021]4、省去復雜的硬件集成電路及其周邊元件。
[0022]以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選的具體實施例。應當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的設(shè)計構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實用新型的設(shè)計構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應在本實用新型的范圍之內(nèi)和/或由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其特征在于:包括單片機、反向器U1A、反相器U1B、反向器U1C、與門單元U2A和與門單元U2B，所述單片機包括一個可編程計數(shù)器陣列模塊PCA，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAO與所述反向器UlA的輸入端連接，所述單片機的通用引腳On/Off與所述反向器UlB的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCAl與所述與門單元U2B的輸入端連接，所述可編程計數(shù)器陣列模塊PCA的輸出引腳PCA2與所述反向器UlC的輸入端連接，所述反相器UlA的輸出端與所述與門單元U2A輸入端連接，所述反向器UlB的輸出端分別與所述與門單元U2A和與門單元U2B的輸入端連接，所述反向器UlC的輸出端與所述與門單元U2B的輸入端連接。
【文檔編號】H03K7/08GK204031102SQ201420495012
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陳權(quán) 申請人:蘇州天奇安激光設(shè)備有限公司