直流電機優化控制系統設計(二)

fCLK_IO 為時鐘頻率，為8MHz，取N=1，即不對時鐘進行分頻，TOP 值代表CNT1 計數的最大值，跟PWM 位數有關，當選擇8 位快速PWM 模式時，TOP=255，則輸出頻率為31.25KHz;選擇9 位快速PWM時，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器OC1A 或OC1B。在T/C1 設置成反向比較匹配輸出模式下時，若TCNT1 中計數值和OCR1A 或OCR1B 中比較值匹配相等時，OC1A 或OC1B 觸發器被清零，OC1A 或OC1B 引腳輸出低電平;若TCNT1 中計數值繼續計數到TOP 值并由此而返回0000H，則OC1A 或OC1B 被置位，OC1A 或OC1B 輸出高電平。工作時序如圖3-2 所示。當TCNT1 中的計數值達由TOP 值變為0000H 時，T/C1 產生溢出中斷，置位中斷標志位TOV1，若中斷是開放的，則MCU 會立即轉入相應中斷服務程序。TOV1 也由硬件自動清零，向該標志位寫”1”則由軟件清除該標志位。在中斷服務程序中改變OCR1A 的值，則其PWM 波形占空比會發生相應變化 。圖3-2 T/C1 反向比較匹配輸出模式工作時序本系統中，我們只需要一路PWM 信號即可，這里用OC1A 引腳產生，采用9 位快速PWM 模式，頻率為15.6KHz，當要改變輸出占空比時，改變OCR1A的值即可。

3.2.2 驅動信號形成及死區發生

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

EN 為PWM 輸出使能信號，當EN 為低電平時，封鎖輸出與門，輸出全為低電平，電機停轉。同時輸出與門也起著整形的作用。PWM 信號一路直接輸入與門，另一路經反向后送入與門，增加其驅動能力。D1、R5、C9，D3、R9、C12構成死區發生，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)對波形進行整形。下降沿時，電容通過二極管進行快速放電，這樣就行成了導通延時。各點波形如圖3-4 所示。更新OCR1A或OCR1B的值，置位TOV1中斷標志標志位TCNT1OC1A或OC1B死區時間為△t，對MOSFET，死區時間可取0.2-1μs。本文將R5 和R9 用可變電阻代替，將死區時間設為500ns。

經過該電路處理后，一路PWM 信號變成4 路PWM 信號，其中PA、PC 同相，PB、PD 也同相，這兩組信號互為反相且存在死區。

圖 3-4 死區波形