基于Vivado与VerilogHDL的PWM设计方法

1. PWM 概述

脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM），是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形（包含形状以及幅值），对模拟信号电平进行数字编码，是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。PWM 常用于交流调光电路（也可以说是无级调速）直流斩波电路、蜂鸣器驱动、电机驱动、逆变电路、加湿机雾化量等。

脉冲宽度调制是通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化，占空比就是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比，如图3.44 所示脉冲信号的占空比=t/T=1/3，即33.33%。

图3.44　PWM 信号波形示意图

最简单可以产生一个脉冲宽度调制信号的方式是交集性方法（intersective method），此方法只需要使用一个锯齿波（或三角波）作为载波再加上一个比较器即可，当调制信号的值比载波信号的值大时，则脉冲调制后的结果会是高电平；反之，则是低电平。

根据PWM 的原理，在Veilog HDL 电路设计中，可以采用计数器来实现PWM 波形产生，基本设计框图如图3.45 所示，实现原理如图3.46 所示。

图3.45　Verilog HDL 设计PWM 结构(www.xing528.com)

图3.46　PWM 实现原理

2. 设计代码

【代码3.27】PWM 波形发生电路设计，RTL 结构如图3.47 所示。

图3.47　PWM 电路RTL 结构