成本經(jīng)濟(jì)的低噪聲有刷直流電機(jī)控制解決方案(06-100)

　　應(yīng)用實(shí)例：單片機(jī)/電機(jī)控制實(shí)例

　　單片機(jī)設(shè)計(jì)中帶有內(nèi)建的外設(shè)，因此只需要最少量的外部元器件就可以容易地實(shí)現(xiàn)BDC電機(jī)的速度和方向控制。PIC16F684是一款14引腳單片機(jī)，對(duì)于低成本雙向BDC電機(jī)控制非常理想。之所以選擇PIC16F684 做為例子，是因?yàn)檫@款單片機(jī)帶有內(nèi)建的外設(shè)，只需要最少量的外部元器件就可以容易地實(shí)現(xiàn)BDC電機(jī)的速度和方向控制。這款單片機(jī)的兩大特點(diǎn)對(duì)于BDC電機(jī)控制非常有用。首先，片上內(nèi)建有增強(qiáng)捕獲/比較/PWM(ECCP)模塊，當(dāng)配置為全橋模式時(shí)，可以提供直接驅(qū)動(dòng)H橋電路所需要的PWM信號(hào)。H橋電路可以為電機(jī)提供雙向電流驅(qū)動(dòng)。PIC16F684第二個(gè)非常適合電機(jī)控制器的特點(diǎn)是可以產(chǎn)生頻率高達(dá)31.2 kHz的8位PWM信號(hào)。對(duì)于電機(jī)控制應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)榈陀?0 kHz的頻率會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生人聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)的噪聲。不需要增加任何外部時(shí)鐘源，PIC16F684 就可以提供高于聽(tīng)覺(jué)頻率的8位分辨率。為了獲得高出聽(tīng)覺(jué)頻率范圍的頻率，此前的單片機(jī)需要在運(yùn)行時(shí)降低PWM的分辨率。與其它具備ECCP的單片機(jī)相比，PIC16F684體積小且成本效率高。利用片上ECCP模塊做為PWM硬件發(fā)生器，而不是采用過(guò)去的軟件解決方案，寶貴的單片機(jī)處理器資源可以用于完成其它任務(wù)。

　　此類應(yīng)用中使用的片上外設(shè)除ECCP模塊外，還有一個(gè)內(nèi)部10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。ECCP有捕獲模式(可捕獲定時(shí)器寄存器的16位值)、幾個(gè)比較器和4個(gè)PWM。在無(wú)傳感器的BDC電機(jī)控制應(yīng)用中，4個(gè)PWM通道是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。如圖2所示，配合外部橋和4個(gè)FET驅(qū)動(dòng)器件，單片機(jī)的PWM模塊可以容易地實(shí)現(xiàn)雙向電機(jī)控制。 

　　圖2中的低成本BDC電機(jī)控制系統(tǒng)在全橋PWM模式下使用ECCP。用戶可容易地配置PWM占空比，并實(shí)時(shí)改變單片機(jī)內(nèi)部振蕩器。此外，利用單片機(jī)片上的一個(gè)10位ADC來(lái)測(cè)量反向電動(dòng)勢(shì)(EMF)，PIC16F684可以容易地跟蹤電機(jī)的轉(zhuǎn)速(RPM)。