摘要：在數字電路中，常常需要一種不需外加觸發(fā)脈沖就能夠產生具有一定頻率和幅度的矩形波電路，特別是要求頻率和占空比可調的這種電路，它就是多諧振蕩器。文章采用可編程控制器來設計完成該功能，它具有設計簡單，完成方便，頻率和占空比用軟件就可調試，不需要對電路重新組裝的特點。
關鍵詞：多諧振蕩器；可編程控制器；頻率和占空比可調

0 引言
    可編程控制器在我國的應用已有二十幾年的歷史，隨著目前生產自動化水平的提高，以及各種系統(tǒng)的需要，可編程控制器以其外部電路簡單、模塊化結構、可靠性高，尤其可以通過方便地編制和修改軟件來實現順序控制的功能等特點，在各行各業(yè)中得到了越來越廣泛的應用。在各類數字和計算機系統(tǒng)中，都離不開多諧振蕩器，雖然市場上有許許多多種多諧振蕩器，但功能卻各不相同。本文以日本三菱公司型號為FX2-24MR的可編程控制器為例進行程序設計，并仿真驗證，設計了一款用可編程控制器構成的多諧振蕩器。與普通振蕩器相比，本設計有以下幾方面優(yōu)勢：a．構成簡單，具有通用性。改變程序和接線又可作其它用途；b．程序編寫簡單，易于理解和掌握；c．通過軟件改變參數就可很方便地獲得想要的頻率和占空比。

1 設計
    首先我們以一個具體工作任務為目標，看看整個多諧振蕩器的設計全過程。該具體工作任務為設計一個頻率為f=0．4Hz，占空比q=40％的多諧振蕩器。
    我們采用狀態(tài)轉移圖SFC來實施這一工作任務。
    (1)通過工作任務計算波形的周期T以及波形的高電平持續(xù)時間t1、低電平持續(xù)時間t2。周期按計算公式T=1／f=1／0．4=2．5s完成，t1和t2按占空比公式q=t1／(t1+t2)和t1+t2=T完成。將T=2．5s和q=40％代入到以上兩個公式中，求解這個二元一次方程組，得到t1=1s，t2= 1．5s。
    現在我們的工作任務變?yōu)橐@得一個方波，它的高電平持續(xù)時間為1s，低電平持續(xù)時間為1．5S。即波形如圖1所示。

    (2)采用狀態(tài)轉移圖SFC時，起始狀態(tài)元件選擇S0，中間狀態(tài)元件選擇S20。高電平持續(xù)時間繼電器采用T0，低電平持續(xù)時間繼電器采用T1，它們的時間參數根據規(guī)則分別設置為K10和K15。據此我們可以畫出狀態(tài)轉移圖SFC，如圖2所示。

    將狀態(tài)轉移圖SFC變?yōu)榭梢詫嵤┑奶菪螆D軟件后，我們就可以將它寫入到計算機里面去了。由圖2的狀態(tài)轉移圖得到的梯形圖軟件如圖3所示。

2 I／O分配表
    根據現場控制所需的輸入信號和輸出信號，分配可編程控制器的輸入與輸出點，見表1。

3 可編程控制器多諧振蕩器實施的接線圖
    可編程控制器多諧振蕩器的實施最終要反映到三菱 FX2-24MR型可編程控制器的輸入／輸出接線上，圖4為可編程控制器多諧振蕩器實施的接線圖。SB1為啟動按鈕，SB2為停止按鈕，24V直流電源為可編程控制器外加的直流電源。

4 運行觀察
    根據所設計的可編程控制器多諧振蕩器梯形圖，采用型號為FX2-24MR的可編程控制器，把可編程控制器方式開關置于運行“SHOP”檔，通過計算機及數據線把程序寫入到可編程控制器中，再把可編程控制器方式開關置于運行“RUN”檔，合上X0，我們會看到與Y0聯接的指示燈亮1s后熄滅，緊接著與Y1連接的指示燈亮1．5s后再熄滅，以后交替循環(huán)進行，按X1可結束工作任務，從而達到工作任務所設計的要求。實際運用時，將指示燈更換成負載就可以正常工作了，Y0輸出頻率為f、占空比為q的方波，Y1輸出頻率為f、占空比為(1-q)的方波。

5 擴展小結
    當我們需要任意頻率f、任意占空比q的方波，我們只需改變圖2和圖3軟件中的時間繼電器T0、T1的參數就可以實現。方法如下：
    將f和q代入公式
   
    計算出t1=q／f，t2=(1-q)／f。T0時間繼電器中的參數K就選擇計算出來的t1×10，T1時間繼電器中的參數K就選擇計算出來的t2×10，修改好這二個參數后再按前面所敘述的方法將程序寫入到可編程控制器中運行，我們所要求的結果就可以實現了。