PWM(脈沖寬度調(diào)制PulseWidthModulation)原理

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1、1、?PWM原理2、調(diào)制器設(shè)計(jì)思想3、具體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一、?PWM（脈沖寬度調(diào)制PulseWidthModulation）原理：???????脈沖寬度調(diào)制波通常由一列占空比不同的矩形脈沖構(gòu)成，其占空比與信號(hào)的瞬時(shí)采樣值成比例。圖1所示為脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的原理框圖和波形圖。該系統(tǒng)有一個(gè)比較器和一個(gè)周期為Ts的鋸齒波發(fā)生器組成。語音信號(hào)如果大于鋸齒波信號(hào)，比較器輸出正常數(shù)A，否則輸出0。因此，從圖1中可以看出，比較器輸出一列下降沿調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制波。???????通過圖1b的分析可以看出，生成的矩形脈沖的寬度取決于脈沖下降沿時(shí)刻tk時(shí)的語

2、音信號(hào)幅度值。因而，采樣值之間的時(shí)間間隔是非均勻的。在系統(tǒng)的輸入端插入一個(gè)采樣保持電路可以得到均勻的采樣信號(hào)，但是對(duì)于實(shí)際中tk-kTs<

3、??????????（2）其中，?。無需作頻譜分析，由式（2）可以看出脈沖寬度信號(hào)由語音信號(hào)x(t)加上一個(gè)直流成分以及相位調(diào)制波構(gòu)成。當(dāng)?時(shí)，相位調(diào)制部分引起的信號(hào)交迭可以忽略，因此，脈沖寬度調(diào)制波可以直接通過低通濾波器進(jìn)行解調(diào)。二、?數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)：?????實(shí)現(xiàn)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器的基本思想?yún)⒖磮D2。??????圖中，在時(shí)鐘脈沖的作用下，循環(huán)計(jì)數(shù)器的5位輸出逐次增大。5位數(shù)字調(diào)制信號(hào)用一個(gè)寄存器來控制，不斷于循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行比較，當(dāng)調(diào)制信號(hào)大于循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸出時(shí)，比較器輸出高電平，否則輸出低電平。循環(huán)計(jì)數(shù)器循環(huán)一個(gè)

4、周期后，向寄存器發(fā)出一個(gè)使能信號(hào)EN，寄存器送入下一組數(shù)據(jù)。在每一個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)周期，由于輸入的調(diào)制信號(hào)的大小不同，比較器輸出端輸出的高電平個(gè)數(shù)不一樣，因而產(chǎn)生出占空比不同的脈沖寬度調(diào)制波。???????????????????圖3??????為了使矩形脈沖的中心近似在t=kTs處，計(jì)數(shù)器所產(chǎn)生的數(shù)字碼不是由小到大或由大到小順序變化，而是將數(shù)據(jù)分成偶數(shù)序列和奇數(shù)序列，在一個(gè)計(jì)數(shù)周期，偶數(shù)序列由小變大，直到最大值，然后變?yōu)閷?duì)奇數(shù)序列計(jì)數(shù)，變化為由大到小。如圖3例子。???????奇偶序列的產(chǎn)生方法是將計(jì)數(shù)器的最后一位作為比較數(shù)據(jù)的最低位

5、，在一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)，前半個(gè)周期計(jì)數(shù)器輸出最低位為0，其他高位逐次增大，則產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即為偶數(shù)序列；后半個(gè)周期輸出最低位為1，其余高位依次減小，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為依次減小的偶序列。具體電路可以由以下電路圖表示：?三、?8051中的PWM模塊設(shè)計(jì)：應(yīng)該稱為一個(gè)適合語音處理的PWM模塊，輸出引腳應(yīng)該外接一積分電路。輸出波形的方式適合作語音處理。設(shè)計(jì)精度為8位。PWM模塊應(yīng)包括：1、?比較部分（Comp）：2、?計(jì)數(shù)部分（Counter）：3、?狀態(tài)及控制信號(hào)寄存/控制器（PWM_Ctrl）；1）?狀態(tài)積寄存器：（Flags），地址：E8H；①EN

6、：?PWM模塊啟動(dòng)位，置位為‘1’將使PWM模塊開始工作；②（留空備用）③④解調(diào)速率標(biāo)志位：00–無分頻；01–2分頻；10–10分頻；11–16分頻。（RESET后為00）⑤（留空備用）⑥（留空備用）⑦（留空備用）⑧（留空備用）注意：該寄存器可以位操作情況下可寫，不可讀；只能在字節(jié)操作方式下讀取。2）?數(shù)據(jù)寄存器（DataStore），地址：F8H；注意：該寄存器值不可讀，只可寫。4、?端口：1）?數(shù)據(jù)總線（DataBus）；（雙向）2）?地址總線（AddrBus）；（IN）3）?PWM波輸出端口（PWMOut）；（OUT）4）?

7、控制線：①CLK：時(shí)鐘；（IN）②Reset：異步復(fù)位信號(hào)；（IN低電平有效）③WR：寫PWMRAM信號(hào)；（IN低電平有效）；④RD：讀PWMRAM信號(hào)；（IN低電平有效）⑤DONE：接受完畢反饋信號(hào)；（OUT高電平有效）⑥INT：中斷申請(qǐng)信號(hào)；（OUT低電平有效）⑦IntResp：中斷響應(yīng)信號(hào)；（In低電平有效）⑧ByteBit：字節(jié)/位操作控制信號(hào)（IN1-BYTE0-BIT）；⑨⑩????????中斷占用相當(dāng)于MCU8051的外部中斷2，則可保證在5個(gè)指令周期之內(nèi)，“讀取數(shù)據(jù)”中斷必定得到響應(yīng)。???????PWM模塊使用方法

8、：因?yàn)檎加昧?051外部中斷1，所以在不使用該模塊時(shí)，應(yīng)該把外部中斷2屏蔽。而PWM模塊產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求可以看作是“能接受數(shù)據(jù)”的信號(hào)。中斷方法如后“中斷讀取數(shù)據(jù)過程”。使用PWM模塊，應(yīng)該先對(duì)內(nèi)部地址8FH的數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)，然后設(shè)