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論C8051F005單片機的比例電磁鐵控制技術(shù)

作者: 時間:2013-09-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  由PCA輸出8位PWM信號(占空比可變)程序如下:

$ include (c8051F005.inc)
  ORG 0000H
  LJMP MAIN
  ORG 0073H;定時器3的中斷入口
  LJMP INTERT33
MAIN:
  MOV WDTCN, #0DEH;禁止看門狗定時器
  MOV WDTCN, #0ADH
  MOV OSCICN, #84H;選擇內(nèi)部振蕩器為12 MHz
  MOV XBR0, #08H;選擇CEX0引腳連到P0.0
  MOV XBR2, #40H;允許功能選擇開關(guān)
  ORL PRT0CF, #00000001B;選擇P0.0為推拉方式
  MOV TMR3RLL, #0B0H;給定時器3低字節(jié)賦初值
  MOV TMR3RLH, #0A0H;給定時器3高字節(jié)賦初值
  MOV PCA0CPH0, #0FFH;給PCA捕捉模塊高字節(jié)賦初值
  MOV PCA0CPL0, #0FFH;給PCA捕捉模塊低字節(jié)賦初值
  MOV PCA0MD, #08H;選擇PCA的時鐘源為系統(tǒng)時鐘,禁止CF中斷
  MOV PCA0CPM0, #42H;選擇8位脈寬調(diào)制輸出方式,并啟動開始
  MOV PCA0CN, #40H;允許PCA工作
  MOV IE, #080H;CPU開中斷
  MOV EIE2, #1;T3開中斷
  MOV TMR3CN, #00000110B;啟動T3工作,T3使用系統(tǒng)時鐘源
  SJMP $
INTERT33:
  MOV A, TMR3CN;清除T3的標(biāo)志位TF3
  ANL A, #7FH
  MOV TMR3CN, A
  DEC PCA0CPH0;占空比的改變
  RETI

  根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計需要,通過修改PCA0CPH0可以得到不同占空比的PWM信號。

  本控制系統(tǒng)采用 的PCA由軟件實現(xiàn)8位分辨率的PWM輸出。PWM信號通過CEXn線由功能選擇開關(guān)連到MCU的端口I/O引腳輸出,PWM輸出信號通過驅(qū)動電路可驅(qū)動。模塊的捕捉/比較寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中存放PWM輸出信號占空比高電平時間值。如果需要改變占空比,可在運行中改變PCA0CPHn的值,的推桿位移與PCA0CPHn的值成比例。

  在驅(qū)動電路中需要將PWM輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為的控制電流信號,而且要保證較好的比例特性關(guān)系。利用場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性[4],當(dāng)場效應(yīng)管的漏源極之間的電壓VDS保持不變時,漏極電流ID與柵源之間電壓VGS的關(guān)系稱為“轉(zhuǎn)移特性”,其表達(dá)式為:

公式

  本控制電路采用了大功率場效應(yīng)晶體管IRL3803,其電流輸出足夠驅(qū)動比例電磁鐵的動作。IRL3803的漏極電流ID和柵源電壓VGS具有很好的線性關(guān)系,將柵極與的P0.0口(通過軟件編程PCA選擇的PWM信號輸出引腳),將IRL3803的漏極與比例電磁鐵相連。本電路中,比例電磁鐵是GP80,其額定吸力是120 N,行程為8 mm,額定電壓為24 V。

  在進(jìn)行控制時,通過改變輸入到比例電磁鐵開關(guān)電信號“占空比”來實現(xiàn)控制電流的大小。占空比越大,通過電磁鐵線圈的控制電流越大,控制輸出的位移也越大。

  比例電磁鐵驅(qū)動電路如圖1所示。在驅(qū)動電路中,R1是限流電阻,使IRL3803管導(dǎo)通;D1是導(dǎo)向二極管,給IRL3803管提供正確的電壓極性;二極管D2起保護(hù)作用,避免過壓時損壞比例電磁鐵。比例電磁鐵由24 V電壓直接供電。

比例電磁鐵驅(qū)動電路

圖1 比例電磁鐵驅(qū)動電路

  結(jié)語

  的集成度高,外圍電路少,其高速執(zhí)行指令的特性能精確控制比例電磁鐵;C8051F005內(nèi)核與普通51系列兼容,且指令簡單易學(xué),可縮短系統(tǒng)開發(fā)周期。比例電磁鐵作為電—機械轉(zhuǎn)換器件,已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用?;贑8051F005單片機的比例電磁鐵控制系統(tǒng)能達(dá)到精度高、穩(wěn)定性好的要求,硬件電路簡單、工作可靠。在應(yīng)用系統(tǒng)中,根據(jù)需要直接由單片機的I/O口輸出固定占空比或可變占空比PWM信號,配以一定的控制算法,軟件編程清晰且容易實現(xiàn),具有很好的推廣價值。


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