CN101854160B - 一种脉冲群驱动信号发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脉冲群驱动信号发生器，包括MCU、10Mhz有源晶振，上述的信号发生器，还设有计数器，将两个电路输出信号调制在一起，配合MCU的定时器，完成脉冲群驱动信号发生器的主体。其技术指标为：1)、脉冲频率为0.5Khz～1000Khz±10％连续可调节；2)、脉冲群持续时间从0.01ms～99.99ms连续可调，3)、脉冲群重复周期从0.01s～99.99s连续可调。所述的MCU的定时器，对8254进行初始化，配置8254内部的3个计数器单元；MCU上电初始化后，将计数器2配置成单稳态电路模式。所述的计数器2，在初始状态下，计数器2的输出端为高电平，当计数器2触发端接收到触发信号后，计数器2的输出端即产生电平反转，输出低电平，低电平的保持时间为N个时钟信号周期之和。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉冲群驱动信号发生器，属于可编程时钟控制器技术领域。
背景技术
依据IEC61000-4-4国际标准，脉冲群发生器至少需要满足以下条件：1)、脉冲的重复频率为2.5Khz/5Khz/100Khz；2)、脉冲群持续时间为15ms；3)、脉冲群重复周期为300ms。
现有技术的脉冲群如图1所示，其脉冲重复频率、脉冲群持续时间与脉冲群重复周期的关系。
上述的脉冲群驱动信号发生器，主要包括：MCU、10Mhz有源晶振、Intel 8254-2可编程时钟控制器；Intel 8254-2片内包含3个独立的16位计数器。
现有技术的脉冲群驱动信号发生器的方案是，驱动信号完全由MCU产生，脉冲频率为2.5Khz/5Khz/100Khz，脉冲群宽度为15ms/1ms，脉冲群周期为300ms。其缺点是脉冲频率较窄为2.5Khz/5Khz/100Khz，脉冲群宽度较窄为15ms/1ms，脉冲群周期为300ms，宽度不可调。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脉冲群驱动信号发生器，该发生器能实现脉冲群发生器对驱动信号的要求，同时由于Intel8254-2的应用，频率信号产生部分从MCU中剥离出来，减轻了MCU的工作负荷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种脉冲群驱动信号发生器，包括MCU、10Mhz有源晶振，还设有计数器，数据总线缓冲、读写逻辑控制模块，内部总线；配合MCU的定时器，完成脉冲群驱动信号发生器的主体；上述电路的连接关系是：MCU与数据总线缓冲、读写逻辑控制模块互连，数据总线缓冲、读写逻辑控制模块通过内部总线与计数器0、计数器1、计数器2互连，最后由计数器1输出所需脉冲群驱动信号。通过MCU配置成可编程单稳态电路、可编程计数器(方波发生器)两种电路。将两个电路输出信号调制在一起，配合MCU的定时器就完成脉冲群驱动信号发生器的主体设计。
本脉冲群驱动信号发生器的技术指标为：1)、脉冲频率从0.5Khz～1000Khz±10％连续可调节；2)、脉冲群持续时间从0.01ms～99.99ms连续可调；3)、脉冲群重复周期从0.01s～99.99s连续可调。
本脉冲群驱动信号发生器的详细连接及配置如下：
1)、10M晶振：该晶振为10Mhz有源晶振，作为一个标准信号源给Ietel 8254-2提供一个基准时钟信号；
2)、计数器0：当MCU上电初始化后，将计数器0配置成100分频模式，将10Mhz频率信号分频为
100kHz固定频率的信号为计数器2提供基准时钟信号；
3)、计数器1：根据用户在操作界面上的设定，将10Mhz基准时钟信号进行2000～5的分频，得到0.5Khz～1Mhz的频率信号；
4)、计数器2：
MCU上电初始化后，将计数器2配置成单稳态电路模式。
在初始状态下，计数器2的输出端为高电平。当计数器2触发端接收到触发信号后，计数器2的输出端即产生电平反转，输出低电平。低电平的保持时间为N个时钟信号周期之和。
5)、MCU：
A、对Ietel8254进行初始化，4内部的3个计数器单元；
B、通过MCU内部的定时器产生周期为0.01s～99.99s连续可调的驱动信号。
本脉冲群驱动信号发生器的工作流程；
假设参数设置为频率100Khz，群宽1ms，周期300ms。
MCU将8254-2片内计数器2的初值设为100，片内计数器1设为100分频，MCU内部定时器产生周期为300ms驱动信号。计数器2输入时钟信号频率为100Khz，则时钟信号的周期为0.01ms。当程序运行时，MCU每间隔300ms发一次驱动信号，该驱动信号触发计数器2，计数器2保持100个0.01ms，最终计数器2输出维持时间为1ms周期为300ms的驱动信号。计数器1产生一个频率为100Khz固定频率的时钟信号。计数器1和计数器2的信号互相调制后，即可得到脉冲群发生器所需要的驱动信号。
脉冲频率整定Ietel 8254接受整数倍分频，因此在对10Mhz分频时候，分频数只能采取四舍五入取整处理，因此在输出频率必然产生误差。
如要产生30Khz频率，只能对10Mhz进行333分频，实际产生频率约为30.03Khz，误差为0.1％；
如要产生300Khz频率，只能对10Mhz进行33分频，实际产生频率约为303Khz，误差为1％；
如要产生860Khz频率，只能对10Mhz进行11分频，实际产生频率为909Khz，误差为5.7％。
可见本发生器完全满足IEC61000-4-4标准里关于输出频率误差小于±10％的要求。但是为了进一步误差，从测试的实际角度出发，将频率调节的步进值做如下分段处理：
1)、0.5Khz～10Khz：最小步进值为0.5Khz；
2)、10Khz～500Khz：最小步进值为1Khz；
3)、500Khz～1000Khz：最小步进值为10Khz。
本发明的的有益效果：该脉冲群驱动信号发生器，充分应用Intel8254-2可编程时钟控制器的3个片内单元，通过单元之间的信号调制，实现了脉冲群发生器对驱动信号的要求。同时由于Intel8254-2的应用，频率信号产生部分从MCU中剥离出来，减轻MCU的工作负荷。与老产品相此，在性能上得到了极大的提升，取得极大的经济效益和社会效益。
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作比较详细的说明。
附图说明
图1为现有技术的脉冲群驱动信号发生器的脉冲重复频率、脉冲群持续时间与脉冲群重复周期的关系示意图；
图2为本发明的脉冲群驱动信号发生器的構成框图；
图3为本发明的脉冲群驱动信号发生器的信号调制流程见图。
具体实施方式
参照图1，这是现有技术的脉冲群驱动信号发生器的脉冲重复频率、脉冲群持续时间与脉冲群重复周期的关系示意图。
现有技术的脉冲群驱动信号发生器的有关情况，在背景技术中已有论述，不再一一说明。
实施例1：
参照图2，这是本发明的脉冲群驱动信号发生器的構成框图。
如图所示，本脉冲群驱动信号发生器的详细连接及配置如下：
1)、10M晶振：该晶振为10Mhz有源晶振，作为一个标准信号源给Ietel8254-2提供一个基准时钟信号；
2)、计数器0：当MCU上电初始化后，将计数器0配置成100分频模式，将10Mhz频率信号分频为
100kHz固定频率的信号为计数器2提供基准时钟信号；
3)、计数器1：根据用户在操作界面上的设定，将10Mhz基准时钟信号进行2000～5的分频，得到0.5Khz～1Mhz的频率信号；
4)、计数器2：
MCU上电初始化后，将计数器2配置成单稳态电路模式。
在初始状态下，计数器2的输出端为高电平。当计数器2触发端接收到触发信号后，计数器2的输出端即产生电平反转，输出低电平。低电平的保持时间为N个时钟信号周期之和。
5)、MCU：
A、Ietel8254进行初始化配内部的3个计数器单元；
B、通过MCU内部的定时器产生周期为0.01s～99.99s连续可调的驱动信号。
参照图3，这是本发明的脉冲群驱动信号发生器的信号调制流程图。
所述的MCU的定时器，对Ietel 8254进行初始化，配置的3个计数器单元；MCU上电初始化后，将计数器2配置成单稳态电路模式。
所述的计数器2，在初始状态下，计数器2的输出端为高电平，当计数器2触发端接收到触发信号后，计数器2的输出端即产生电平反转，输出低电平，低电平的保持时间为N个时钟信号周期之和。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种脉冲群驱动信号发生器，包括MCU、有源晶振器，其特征在于：所述的脉冲群驱动信号发生器，还设有多个计数器，将脉冲信号电路和频率信号电路调制在一起，还有数据总线缓冲器、读写逻辑控制模块，内部总线电路；配合MCU的定时器完成脉冲群驱动信号发生器的主体；上述电路连接关系，MCU与数据总线缓冲器、读写逻辑控制模块互连，数据总线电路缓冲、读写逻辑控制模块通过内部总线块与计数器0、计数器1、计数器2互连，最后由计数器1输出所需脉冲驱动信号；计数器0产生脉冲信号，计数器1可产生脉冲频率信号，计数器2产生群宽，可连续可调。
2.如权利要求1所述的脉冲群驱动信号发生器，其特征在于：所述的有源晶振器，作为一个标准信号源给Iete18254-2提供一个基准时钟信号。
3.如权利要求1所述的脉冲群驱动信号发生器，其特征在于：所述的计数器1，可在操作界面上的设定，将10Mhz基准时钟信号进行2000-5的分频，得到0.5khz-1Mhz的频率信号；所述的计数器2，将计数器2配置成单稳态电路模式；在初状态下，计数器2的输出端即产生电平反转，输出为低电平，低电平的保持时间为N个时钟信号周期之和。
4.如权利要求1所述的脉冲群驱动信号发生器，其特征在于：所述的MCU，对Iete18254进行初始化，配置Iete18254内部的3个计数器单元；通过MCU内部的定时器产生周期为0.01-99.99s连续可调的驱动信号。
5.如权利要求1所述的脉冲群驱动信号发生器，其特征在于：所述的MCU的定时器，对Iete18254进行初始化，配置Iete18254内部的3个计数器单元；MCU上电初始化后，将计数器2配置成单稳态电路模式。
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