1、17,PWM的调速原理与应用小车调速,2,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,本讲主要内容：,17-1. PWM调速基本原理 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 17-3. 智能小车电机调速案例分析 17-4. 课后思考和实验准备,3,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-1. PWM调速基本原理,PWM,t/T:为PWM脉冲的占空比，决定平均电压的大小！,4,htt
2、p:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-1. PWM调速基本原理,PWM脉冲驱动电路 直流电机的速度控制中，需要对控制信号进行功率驱动或电气隔离，以下为典型应用电路（负载为直流电机M1）。,PWM脉冲的占空比，决定电机M1的转速。,5,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,P89V51RD2的PCA模块结构（共有5个模组CEX0-CEX4）,
3、6,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,P89V51RD2的PCA模块功能,7,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,PCA模块应用于PWM时的内部结构,8,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical Colleg
4、e-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,P89V51RD2的几个重要寄存器 CMODPCA计数器方式寄存器 CCONPCON计数器控制寄存器 CCAPMnPCA模块比较/捕获寄存器（n=1、2、3、4、5）,9,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,CMODPCA计数器方式寄存器CIDL：计数器空闲控制：CIDL=0时，空闲模式下PCA计数器继续工作。CIDL1时，空闲模式下PCA计数器禁能。 WDTE：看
5、门狗定时器使能：WDTE=0时，禁止模块4的看门狗定时器功能。WDTE=1时使能看门狗定时器。 CPS1、CPS0 ：PCA计数脉冲选择。 00：fosc/6 01：fosc/12 10：定时器0溢出 11：ECI/P1.2脚的外部时钟 ECF：PCA使能计数溢出中断：ECF=1时，使能寄存器CCON CF位的中断。ECF=0时，禁止该功N能。,10,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,CCONPCON计数器控制寄存器CF：PCA计数器
6、溢出标志。计数值翻转时该位由硬件置位。如果CMOD寄存器的ECF位置位，CF标志可用来产生中断。CF位可通过硬件或软件置位，但只可通过软件清零。 CR：PCA计数器运行控制位。该位通过软件置位，用来起动PCA计数器计数。该位通过软件清零，用来关闭PCA计数器。 CCF0CCF4：PCA模块04中断标志。当出现匹配或捕获时该位由硬件置位。该位必须通过软件清零。,11,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,CCAPMnPCA模块比较/捕获寄存
7、器（n=1、2、3、4、5）ECOMn 使能比较器。ECOMn1时使能比较器功能。 CAPPn 正捕获。CAPPn1时使能上升沿捕获。 CAPNn 负捕获。CAPNn1时使能下降沿捕获。 MATn 匹配。当MATn1时，PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器的值的匹配将置位CCON寄存器的中断标志位CCFn。 TOGn 翻转。当TOGn1时，PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器的值的匹配将使CEXn脚翻转。 PWMn 脉宽调节模式。当PWMn1时，使能CEXn脚用作脉宽调节输出。 ECCFn 使能CCF中断。使能寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn，产生中断。,12,http:/ 电子发烧友
8、http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,P89V51RD2的PWM功能应用流程,T0运行、PWM使能、设定PWM的占空比,启动PCA计数器，输出PWM脉冲,13,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用,P89V51RD2的PWM功能应用利用P89V51RD2的PWM功能，在P1.7口输出占空比为50%的PWM脉冲
9、信号。程序清单为：MOV CMOD，#04H; ；PCA初始化，选择T0作为PCA阵列的计数脉冲来源MOV TMOD，#02H ；T0初始化MOV TL0，#20H ；设定PWM的周期MOV TH0，#20HSETB TR0MOV CCAPM4，#42H ；启用PCA阵列的CEX4的PWM功能MOV CCAP4H，#127 ；设定PWM的占空比MOV CCON，#40H ；启动PCA计数器工作,14,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,在智能小车的硬件电路
10、基础上，利用P89V51RD2的PWM功能实现小车的转弯功能（左转和右转）,下图为小车电机驱动电路原理。,15,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,硬件电路分析 当左侧电机需要前进时，L-端保持为“1”，电机的转动速度由L+端的占空比决定; 当左侧电机需要后退时，L+端保持为“1”，电机的转动速度由L-端的占空比决定； 当右侧电机需要前进时，R-端保持为“1”，电机的转动速度由R+端的占空比决定; 当右侧电机需要后退时，R+端保持为“1”，电机的转动速度由
11、R-端的占空比决定。,16,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,软件思路 智能小车左转的条件：左侧电机反转，同时右侧电机正转。 智能小车右转的条件：右侧电机反转，同时左侧电机正转。 智能小车加速的条件：减少PWM脉冲的占空比。 智能小车减速的条件：增加PWM脉冲的占空比。,17,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,单片
12、机硬件资源分配 单片机I/O口分配左侧电机前进PWM控制信号: P1.7(CEX4)左侧电机后退PWM控制信号: P1.6(CEX3)右侧电机前进PWM控制信号: P1.5(CEX2)右侧电机后退PWM控制信号: P1.4(CEX1),18,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,程序关键点 智能小车PWM初始化程序PWM_INIT: MOV TMOD,#02HMOV CMOD,#04HMOV TH0,#20HMOV TL0,#20HSETB TR0MOV C
13、CON,#40H ;启动PCA计数器工作,19,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,程序关键点 智能小车左转程序CAR_LEFT: MOV CCON,#00HSETB P1.4 SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7MOV CCAPM1,#00HMOV CCAPM4,#00HMOV CCAPM2,#42HMOV CCAP2H,#100MOV CCAPM3,#42HMOV CCAP3H,#100MOV CCON,#40HRET,20,http
14、:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,程序关键点 智能小车右转程序CAR_RIGHT: MOV CCON,#00HSETB P1.4 SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7MOV CCAPM2,#00HMOV CCAPM3,#00HMOV CCAPM1,#42HMOV CCAP1H,#100MOV CCAPM4,#42HMOV CCAP4H,#100MOV CCON,#40HRET,21,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChu
15、an Engineering Technical College-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,程序关键点 智能小车前进程序CAR_GO: MOV CCON,#00HSETB P1.4 SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7MOV CCAPM1,#00HMOV CCAPM3,#00HMOV CCAPM2,#42HMOV CCAP2H,#100MOV CCAPM4,#42HMOV CCAP4H,#100MOV CCON,#40HRET,22,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical Colle
16、ge-1959,17-3. 智能小车电机调速案例分析,程序关键点 智能小车后退程序CAR_BACK: MOV CCON,#00HSETB P1.4 SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7MOV CCAPM2,#00HMOV CCAPM4,#00HMOV CCAPM1,#42HMOV CCAP1H,#100MOV CCAPM3,#42HMOV CCAP3H,#100MOV CCON,#40HRET,23,http:/ 电子发烧友 http:/ 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959,17-4. 课后思考和实验准备,课后思考 电机驱动电路的工作原理； 智能小车转向原理； 智能小车转向的驱动程序编写方法。 实验准备 利用实验的电路图，找出I/O口与电机的控制信号连接； 完成实验指导书中实验7的各项预习任务。,
