数字脉冲宽度调制器的实现

文章摘要：数字脉冲宽度调制器的实现脉冲宽度控制pwm的工作原理实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。 图中，在时钟脉冲的作用下，循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进行比较，当调制信号大于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后，向寄存器发出一个使能信号EN，寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期，由于输入的调制信号的大小不同，比较器输出端输出的高电平个数不一样，因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。 图3 为了使矩形脉冲的中心近似在t=kT

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数字脉冲宽度调制器的实现

脉冲宽度控制pwm的工作原理

实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
 
      图中，在时钟脉冲的作用下，循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进行比较，当调制信号大于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后，向寄存器发出一个使能信号EN，寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期，由于输入的调制信号的大小不同，比较器输出端输出的高电平个数不一样，因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。
  
                  图3
       为了使矩形脉冲的中心近似在t=kTs处，计数器所产生的数字码不是由小到大或由大到小顺序变化，而是将数据分成偶数序列和奇数序列，在一个计数周期，偶数序列由小变大，直到最大值，然后变为对奇数序列计数，变化为由大到小。如图3例子。
       奇偶序列的产生方法是将计数器的最后一位作为比较数据的最低位，在一个计数周期内，前半个周期计数器输出最低位为0，其他高位逐次增大，则产生的数据即为偶数序列；后半个周期输出最低位为1，其余高位依次减小，产生的数据为依次减小的偶序列。具体电路可以由以下电路图表示：
 

三、 8051中的PWM模块设计：
应该称为一个适合语音处理的PWM模块，输出引脚应该外接一积分电路。输出波形的方式适合作语音处理。设计精度为8位。

PWM模块应包括：
1、 比较部分（Comp）：
2、 计数部分（Counter）：
3、 状态及控制信号寄存/控制器（PWM_Ctrl）；
1） 状态积寄存器：（Flags），地址：E8H ；
①EN： PWM模块启动位，置位为‘1’将使PWM模块开始工作；
②（留空备用）
③④解调速率标志位：00 – 无分频；01 – 2分频；10 – 10分频；11 – 16分频。 （RESET后为00）
⑤（留空备用）
⑥（留空备用）
⑦（留空备用）
⑧（留空备用）
注意：该寄存器可以位操作情况下可写，不可读；只能在字节操作方式下读取。
2） 数据寄存器（DataStore），地址：F8H；
注意：该寄存器值不可读，只可写。
4、 端口：
1） 数据总线（DataBus）；（双向）
2） 地址总线（AddrBus）；（IN）
3） PWM波输出端口（PWMOut）；（OUT）
4） 控制线：
① CLK：时钟；（IN）
② Reset：异步复位信号；（IN 低电平有效）
③ WR：写PWM RAM信号；（IN 低电平有效）；
④ RD：读PWM RAM信号；（IN 低电平有效）
⑤ DONE：接受完毕反馈信号；（OUT 高电平有效）
⑥ INT：中断申请信号；（OUT 低电平有效）
⑦ IntResp：中断响应信号；（In低电平有效）
⑧ ByteBit：字节/位操作控制信号（IN 1-BYTE 0-BIT）；
⑨⑩
 
        中断占用相当于MCU8051的外部中断2，则可保证在5个指令周期之内，“读取数据”中断必定得到响应。

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