PWM转I/O旗子暗记的电路设计、仿真与实验_暗记_旗子

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（中国科学院光电研究院，北京 100094）

择要：设计了PWM旗子暗记转I/O旗子暗记的电路，并进行了仿真和实验。
将可再触发的单稳态多谐振荡器74HC123与上升沿触发的Dtype触发器74HC74合营利用，通过调节可变电阻来调节74HC123的韶光参数，从而实现将PWM输入旗子暗记转换为I/O旗子暗记。
通过纯硬件电路实现了PWM旗子暗记转I/O旗子暗记，仿真结果与电路实验结果符合。

PWM转I/O旗子暗记的电路设计、仿真与实验_暗记_旗子智能

0弁言

最近几年，飞艇技能迅速发展，翱翔掌握技能的快速进步则起到了至关主要的浸染。
翱翔掌握打算机作为飞艇翱翔的掌握中央，卖力艇上大多数关键设备的掌握，包括鼓风机、发动机、排气阀、压舱阀、撕裂幅等设备的开关。

MP2028是加拿大某公司设计的一款翱翔掌握打算机，其输出旗子暗记只有脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）旗子暗记。
而飞艇上的大多数设备的掌握须要的是一个I/O旗子暗记，因此须要设计一款电路将PWM旗子暗记转换为I/O旗子暗记，根据PWM旗子暗记的脉宽来决定输出旗子暗记电平的高低，从而实现被控设备的开启和关闭。
本文详细先容此电路的事理、仿真和实验结果。

1电路事理［13］

在该电路中，掌握电路为低电压、小电流，被控电路为高电压、大电流，因此须要通过继电器来掌握被控电路的开断。

该电路紧张通过两款芯片74HC123和74HC74来实现PWM旗子暗记到I/O旗子暗记的转换，事理图如图1所示。

1.1事理图先容

该电路可以分为四个模块，分别是：电源模块、旗子暗记输入模块、旗子暗记转换模块和输出模块。
电源模块由L7805电源芯片将5~24 V电压转化为5 V电压；旗子暗记输入模块有两路，由两个三针接线端子J2、J3组成，电容C6、C7和下拉电阻R5、R6紧张是为了滤除高频滋扰。
旗子暗记转换模块是系统的核心，由可再触发的单稳态多谐振荡器74HC123和上升沿触发的Dtype触发器74HC74两个芯片实现两路旗子暗记的转换，每块芯片内部集成两组完备相同的功能，C4、R1和C5、R2分别实现两路旗子暗记的韶光常数的调节。
输出模块由三极管T1、T2分别驱动两个电磁继电器K1、K2实现，二极管D3、D4用来接管电磁继电器断电瞬间线圈的感应电流。

1.2时序剖析

74HC123为可再触发的单稳态多谐振荡器，其功能表如表1所示。

在本电路中，74HC123的引脚连接如下：nRD接高电平，nA接低电平，nB接输入旗子暗记。
74HC74的引脚连接如下：SD和RD接高电平，CP接74HC123的nQ图2电路时序图引脚的输出旗子暗记，D接输入旗子暗记。
由此剖析电路的时序图如图2所示。

从图中可以看出，当输入旗子暗记nB的脉宽小于tW时，输出旗子暗记Q变为低电平；当输入旗子暗记nB的脉宽大于tW时，输出旗子暗记Q变为高电平。
因此，可以把输出旗子暗记Q作为一个开关旗子暗记，其开关由输入nB旗子暗记的脉宽和tW共同决定。

1.3参数打算

tW由74HC123芯片的外接电阻REXT和外接电容CEXT决定，公式如下：

tW=0.55×REXT×CEXT

MP2028的输出脉宽旗子暗记可以在1 ms~2 ms间任意可调，以是可以选择得当的REXT和CEXT的值，使tW在1.5 ms旁边。
根据公式打算选取C4和C5为0.01 μF，R1和R2为333 kΩ。
在电路中可以把REXT设计为可调电阻，这样就有很大的灵巧性了。

2电路仿真

利用Multisim对电路进行仿真，仿真事理如图3所示。
分别设置输入旗子暗记的脉宽为1.2 ms和1.8 ms的输出旗子暗记,仿真结果分别如图4和图5所示。
个中方波为输入旗子暗记，另一条线为输出旗子暗记。
仿真结果与设计预期完备符合。

3电路实验

按照电路事理图设计了PCB，并制作了实际电路板进行实验。
实验时输入旗子暗记由旗子暗记发生器产生，输出旗子暗记由示波器采集。
输入旗子暗记和输出旗子暗记的波形分别如图6~图9所示。