直流電機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(二)

fCLK_IO 為時(shí)鐘頻率，為8MHz，取N=1，即不對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，TOP 值代表CNT1 計(jì)數(shù)的最大值，跟PWM 位數(shù)有關(guān)，當(dāng)選擇8 位快速PWM 模式時(shí)，TOP=255，則輸出頻率為31.25KHz;選擇9 位快速PWM時(shí)，TOP=511，則輸出頻率為15.6KHz，綜合比較，選擇9 位快速PWM 輸出模式，能同時(shí)滿足頻率和精度的要求。頻率確定后，還需確定占空比(波形)。引腳OC1A 或OC1B 的輸出波形取決于觸發(fā)器OC1A 或OC1B。在T/C1 設(shè)置成反向比較匹配輸出模式下時(shí)，若TCNT1 中計(jì)數(shù)值和OCR1A 或OCR1B 中比較值匹配相等時(shí)，OC1A 或OC1B 觸發(fā)器被清零，OC1A 或OC1B 引腳輸出低電平;若TCNT1 中計(jì)數(shù)值繼續(xù)計(jì)數(shù)到TOP 值并由此而返回0000H，則OC1A 或OC1B 被置位，OC1A 或OC1B 輸出高電平。工作時(shí)序如圖3-2 所示。當(dāng)TCNT1 中的計(jì)數(shù)值達(dá)由TOP 值變?yōu)?000H 時(shí)，T/C1 產(chǎn)生溢出中斷，置位中斷標(biāo)志位TOV1，若中斷是開放的，則MCU 會(huì)立即轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序。TOV1 也由硬件自動(dòng)清零，向該標(biāo)志位寫”1”則由軟件清除該標(biāo)志位。在中斷服務(wù)程序中改變OCR1A 的值，則其PWM 波形占空比會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化 。圖3-2 T/C1 反向比較匹配輸出模式工作時(shí)序本系統(tǒng)中，我們只需要一路PWM 信號(hào)即可，這里用OC1A 引腳產(chǎn)生，采用9 位快速PWM 模式，頻率為15.6KHz，當(dāng)要改變輸出占空比時(shí)，改變OCR1A的值即可。

3.2.2 驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成及死區(qū)發(fā)生

H橋要由4 路其中兩路反向的波形來驅(qū)動(dòng)，因此需將PWM 波形進(jìn)行反向處理。此外，還需加入防止H 橋上下臂直通的延時(shí)電路。如圖3-3 所示。

EN 為PWM 輸出使能信號(hào)，當(dāng)EN 為低電平時(shí)，封鎖輸出與門，輸出全為低電平，電機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)輸出與門也起著整形的作用。PWM 信號(hào)一路直接輸入與門，另一路經(jīng)反向后送入與門，增加其驅(qū)動(dòng)能力。D1、R5、C9，D3、R9、C12構(gòu)成死區(qū)發(fā)生，利用阻容充電，使波形緩慢上升，再利于與門的閾值電壓(VCC/2,這里為2.5V)對(duì)波形進(jìn)行整形。下降沿時(shí)，電容通過二極管進(jìn)行快速放電，這樣就行成了導(dǎo)通延時(shí)。各點(diǎn)波形如圖3-4 所示。更新OCR1A或OCR1B的值，置位TOV1中斷標(biāo)志標(biāo)志位TCNT1OC1A或OC1B死區(qū)時(shí)間為△t，對(duì)MOSFET，死區(qū)時(shí)間可取0.2-1μs。本文將R5 和R9 用可變電阻代替，將死區(qū)時(shí)間設(shè)為500ns。

經(jīng)過該電路處理后，一路PWM 信號(hào)變成4 路PWM 信號(hào)，其中PA、PC 同相，PB、PD 也同相，這兩組信號(hào)互為反相且存在死區(qū)。

圖 3-4 死區(qū)波形