四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 第17讲 PWM的调速原理与应用一小车调速 Copyright @ Http://mcu.scetc.net
四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 Copyright © Http://mcu.scetc.net 第 17 讲 PWM的调速原理与应用—小车调速
本讲主要内容: 17-1.PWM调速基本原理 17-2.P89V5IRD2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 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 2 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 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
17-1.PwM调速基本原理 ◇PWM 高电平“1 低电平“0 t/T为PWM脉冲的 空比,决定平均 电压的大小! T T内平均电压 U+×UP)地E SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 3 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-1. PWM调速基本原理 ³ PWM t/T:为PWM脉冲的 占空比，决定平均 电压的大小！ T内平均电压 脉冲电压幅度 UP 高电平“1” 低电平“0” T t
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少比,冲的占 PWM脉 以下为典型应用电路(负载为直流电机u)、电机M, ME ∵VCC CI Di 2 4 2 4N25 PwM信号输入 光电隔离处理 GND 功率驱动级 源 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http: // mcu.scetc. net
SiChuan Engineering Technical College-1959 4 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-1. PWM调速基本原理 ³ PWM脉冲驱动电路 ² 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。 PWM信号输入 光电隔离处理 功率驱动级 负载电源
17-2.P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ◇P89V5IRD2的PCA模块结构(共有5个模组CEX0CEX4) 16位 模块0 口P1.3CEX0 .16位 模块1 口P14CEX1 lPcA定时器/计数器 模块2 P1.5/CEX2 ∵PCA模块的时基 模块3 →口P16CEX3 模块4 巴P17cEX4 PCA的时钟基准 PCA的5路模块 5路模块O端口 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 5 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ P89V51RD2的PCA模块结构（共有5个模组CEX0-CEX4） PCA的5路模块 5路模块I/O端口 PCA的时钟基准
17-2.P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ◇P89V51RD2的PCA模块功能 捕获模式 软件定时 PCA 8位PWM 看门狗 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 6 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ P89V51RD2的PCA模块功能
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rM输出控制 占空比设定单元 CCAPnH PwM比较SFR CCAPnL 使能 L<CCAPnL 8位比较器 □cExn CLZCLAPnL PCA自加计数器 CA宗时器数 PwM使能控制位 PwM信号输出 CCAPMn. n=0-4 ECOMn CAPPn I CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn (C2H+C6H) SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 7 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ PCA模块应用于PWM时的内部结构 占空比设定单元 PWM比较SFR PCA自加计数器 PWM输出控制 PWM使能控制位 PWM信号输出
17-2.P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ◇P89V51RD2的几个重要寄存器 ◇CMOD-PCA计数器方式寄存器 ◇CCON-PCON计数器控制寄存器 ◇ CCAPMn-PCA模块比较捕获寄存器(n=1、2、3、4、5) SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http: // mcu.scetc. net
SiChuan Engineering Technical College-1959 8 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ P89V51RD2的几个重要寄存器 ² CMOD－PCA计数器方式寄存器 ² CCON－PCON计数器控制寄存器 ² CCAPMn－PCA模块比较/捕获寄存器（n=1、2、3、4、5）
17-2.P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 CMOD-PCA计数器方式寄存器 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO 符号 CIDL WDTE CPS1 CPSO ECF ◇CIDL:计数器空闲控制:CIDL=0时,空闲模式下PCA计数器继续工作。CDL=1时 空闲模式下PCA计数器禁能。 ◇WDTE:看门狗定时器使能: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:ECIP1.2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。 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 9 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ CMOD－PCA计数器方式寄存器 ²CIDL：计数器空闲控制：CIDL=0时，空闲模式下PCA计数器继续工作。CIDL＝1时， 空闲模式下PCA计数器禁能。 ²WDTE：看门狗定时器使能：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。 ²CPS1、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 ²ECF：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。 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 符号 CIDL WDTE - - - CPS1 CPS0 ECF
17-2.P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ◇CCON一PCON计数器控制寄存器 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO 符号 CF CR CCF4 CCF3 CCF2 CCF1 CCFO ◇CF:PCA计数器溢出标志。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0~4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 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 10 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 ³ CCON－PCON计数器控制寄存器 ² CF：PCA计数器溢出标志。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。 ² 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。 ² CCF0~CCF4：PCA模块0~4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。 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 符号 CF CR - CCF4 CCF3 CCF2 CCF1 CCF0
