PWM的調(diào)速原理與應(yīng)用-小車調(diào)速

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四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院3單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程電子教案3

第17

3

講PWM的調(diào)速原理與應(yīng)用—小車調(diào)速Copyright

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Http://本講主要內(nèi)容：電子發(fā)燒友Copyright?

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College-195917-1.PWM調(diào)速基本原理17-2.P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用17-3.智能小車電機(jī)調(diào)速案例分析17-4.課后思考和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備17-1.

PWM調(diào)速基本原理3

PWM3t/T:為PWM脈沖的占空比，決定平均電壓的大??！3

T內(nèi)平均電壓3

脈沖電壓幅度3UP3

高電平“1”3

低電平“0”3T3t電子發(fā)燒友Copyright?

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PWM調(diào)速基本原理3

PWM脈沖驅(qū)動(dòng)電路以下為典型應(yīng)用電路（負(fù)載為直流電機(jī)M1）。3PWM脈沖的2直流電機(jī)的速度控制中，需要對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率占驅(qū)空動(dòng)比或，電決氣定隔電離，機(jī)M1的轉(zhuǎn)速。3

PWM信號(hào)輸入3

光電隔離處理3

功率驅(qū)動(dòng)級(jí)3

負(fù)載電源電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

P89V51RD2的PCA模塊結(jié)構(gòu)（共有5個(gè)模組CEX0-CEX4）3

PCA的5路模塊3

5路模塊I/O端口3

PCA的時(shí)鐘基準(zhǔn)電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

P89V51RD2的PCA模塊功能軟件定時(shí)捕獲模式8位PWM看門狗PCA電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

PCA模塊應(yīng)用于PWM時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3

占空比設(shè)定單元3

PWM比較SFR3

PCA自加計(jì)數(shù)器3

PWM輸出控制3

PWM信號(hào)輸出3

PWM使能控制位電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的幾個(gè)重要寄存器2

CMOD－PCA計(jì)數(shù)器方式寄存器

2

CCON－PCON計(jì)數(shù)器控制寄存器2

CCAPMn－PCA模塊比較/捕獲寄存器（n=1s2s3s4s5）17-2.

P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

CMOD－PCA計(jì)數(shù)器方式寄存器2

CIDL：計(jì)數(shù)器空閑控制：CIDL=0時(shí)，空閑模式下PCA計(jì)數(shù)器繼續(xù)工作。CIDL＝1時(shí)，空閑模式下PCA計(jì)數(shù)器禁能。2

WDTE：看門狗定時(shí)器使能：WDTE=0時(shí)，禁止模塊4的看門狗定時(shí)器功能。WDTE=1時(shí)使能看門狗定時(shí)器。2

CPS1、CPS0：PCA計(jì)數(shù)脈沖選擇?！?/p>

00：fosc/6±

01：fosc/12±

10：定時(shí)器0溢出±

11：ECI/P1.2腳的外部時(shí)鐘2

ECF：PCA使能計(jì)數(shù)溢出中斷：ECF=1時(shí)，使能寄存器CCON

CF位的中斷。ECF=0時(shí)，禁止該功N能。位D7D6D5D4D3D2D1D0符號(hào)CIDLWDTE---CPS1CPS0ECF電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

CCON－PCON計(jì)數(shù)器控制寄存器2

CF：PCA計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志。計(jì)數(shù)值翻轉(zhuǎn)時(shí)該位由硬件置位。如果CMOD寄存器的ECF位置位，CF標(biāo)志可用來產(chǎn)生中斷。CF位可通過硬件或軟件置位，但只可通過軟件清零。2

CR：PCA計(jì)數(shù)器運(yùn)行控制位。該位通過軟件置位，用來起動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。該位通過軟件清零，用來關(guān)閉PCA計(jì)數(shù)器。2

CCF0~CCF4：PCA模塊0~4中斷標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)匹配或捕獲時(shí)該位由硬件置位。該位必須通過軟件清零。位D7D6D5D4D3D2D1D0符號(hào)CFCR-CCF4CCF3CCF2CCF1CCF0電子發(fā)燒友Copyright?

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CCAPMn－PCA模塊比較/捕獲寄存器（n=1s2s3s4s5）2ECOMn使能比較器。ECOMn＝1時(shí)使能比較器功能。2CAPPn正捕獲。CAPPn＝1時(shí)使能上升沿捕獲。2CAPNn負(fù)捕獲。CAPNn＝1時(shí)使能下降沿捕獲。2MATn匹配。當(dāng)MATn＝1時(shí)，PCA計(jì)數(shù)值與模塊的比較/捕獲寄存器的值的匹配將置位CCON寄存器的中斷標(biāo)志位CCFn。2

TOGn

翻轉(zhuǎn)。當(dāng)TOGn＝1時(shí)，PCA計(jì)數(shù)值與模塊的比較/捕獲寄存器的值的匹配將使CEXn腳翻轉(zhuǎn)。2

PWMn

脈寬調(diào)節(jié)模式。當(dāng)PWMn＝1時(shí)，使能CEXn腳用作脈寬調(diào)節(jié)輸出。2

ECCFn

使能CCF中斷。使能寄存器CCON的比較/捕獲標(biāo)志CCFn，產(chǎn)生中斷。位D7D6D5D4D3D2D1D0符號(hào)-ECOMnCAPPnCAPNnMATnTOGnPWMnECCFn電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

P89V51RD2的PWM功能應(yīng)用流程T0工作方式設(shè)定使用工作方式2CMOD初始化PCA時(shí)鐘源選擇T0運(yùn)行、PWM使能、設(shè)定PWM的占空比啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器，輸出PWM脈沖電子發(fā)燒友Copyright?

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P89V51RD2的PWM功能模塊結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3

P89V51RD2的PWM功能應(yīng)用利用P89V51RD2的PWM功能，在P1.7口輸出占空比為50%的PWM脈沖信號(hào)。程序清單為：MOVCMOD，#04H;；PCA初始化，選擇T0作為PCA陣列的計(jì)數(shù)脈沖來源MOVTMOD，#02H；T0初始化MOVTL0，#20H；設(shè)定PWM的周期MOVTH0，#20HSETBTR0MOVCCAPM4，#42H；啟用PCA陣列的CEX4的PWM功能MOVCCAP4H，#127；設(shè)定PWM的占空比MOVCCON，#40H；啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器工作3“0”占空比為：CCAPnH/256電子發(fā)燒友Copyright?

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智能小車電機(jī)調(diào)速案例分析3在智能小車的硬件電路基礎(chǔ)上，利用P89V51RD2的PWM功能實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎功能（左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)）,下圖為小車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理。3

PWM輸入信號(hào)電子發(fā)燒友Copyright?

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硬件電路分析2當(dāng)左側(cè)電機(jī)需要前進(jìn)時(shí)，L-端保持為“1”，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由L+端的占空比決定;2當(dāng)左側(cè)電機(jī)需要后退時(shí)，L+端保持為“1”，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由L-端的占空比決定；2

當(dāng)右側(cè)電機(jī)需要前進(jìn)時(shí)，R-端保持為“1”，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由R+端的占空比決定;2

當(dāng)右側(cè)電機(jī)需要后退時(shí)，R+端保持為“1”，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由R-端的占空比決定。17-3.

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軟件思路2

智能小車左轉(zhuǎn)的條件：左側(cè)電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)右側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)。2

智能小車右轉(zhuǎn)的條件：右側(cè)電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)左側(cè)電機(jī)正轉(zhuǎn)。2

智能小車加速的條件：減少PWM脈沖的占空比。2

智能小車減速的條件：增加PWM脈沖的占空比。17-3.

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單片機(jī)硬件資源分配2

單片機(jī)I/O口分配左側(cè)電機(jī)前進(jìn)PWM控制信號(hào):P1.7(CEX4)左側(cè)電機(jī)后退PWM控制信號(hào):P1.6(CEX3)右側(cè)電機(jī)前進(jìn)PWM控制信號(hào):P1.5(CEX2)右側(cè)電機(jī)后退PWM控制信號(hào):P1.4(CEX1)17-3.

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程序關(guān)鍵點(diǎn)智能小車PWM初始化程序PWM_INIT:MOVMOV

MOV

MOVSETBMOVTMOD,#02HCMOD,#04HTH0,#20HTL0,#20HTR0CCON,#40H;啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器工作17-3.

智能小車電機(jī)調(diào)速案例分析3

程序關(guān)鍵點(diǎn)2

智能小車左轉(zhuǎn)程序CAR_LEFT:CCON,#00HP1.4P1.5P1.6P1.7CCAPM1,#00HCCAPM4,#00HCCAPM2,#42HCCAP2H,#100CCAPM3,#42HCCAP3H,#100CCON,#40HMOVSETBSETBSETBSETBMOV

MOV

MOV

MOV

MOV

MOV

MOVRET3

先停車,防止發(fā)生雙向?qū)?

開啟左轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的PWM輸出3

關(guān)閉CEX1和CEX4的PWM電子發(fā)燒友Copyright?

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智能小車電機(jī)調(diào)速案例分析3

程序關(guān)鍵點(diǎn)2

智能小車右轉(zhuǎn)程序CAR_RIGHT:CCON,#00HMOVSETB

P1.4SETB

P1.5SETB

P1.6SETB

P1.7MOV

CCAPM2,#00HMOV

CCAPM3,#00HMOV

CCAPM1,#42HMOV

CCAP1H,#100MOV

CCAPM4,#42HMOV

CCAP4H,#100MOV

CCON,#40HRET3

先停車,防止發(fā)生雙向?qū)?

開啟右轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的PWM輸出3

關(guān)閉CEX2和CEX3的PWM電子發(fā)燒友Copyright?

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智能小車電機(jī)調(diào)速案例分析3

程序關(guān)鍵點(diǎn)2

智能小車前進(jìn)程序CAR_GO:

MOVCCON,#00HSETBP1.4SETBP1.5SETBP1.6SETBP1.7MOVCCAPM1,#00HMOVCCAPM3,#00HMOVCCAPM2,#42HMOVCCAP2H,#100MOVCCAPM4,#42HMOVCCAP4H,#100MOVCCON,#40HRET3

先停車,防止發(fā)生雙向?qū)?

關(guān)閉CEX1和CEX3的PWM3

開啟前進(jìn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的PWM輸出電子發(fā)燒友Copyright?

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