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    略談單片機(jī)的PWM控制技術(shù)

    2016-12-31 00:00:00鐘晨昊
    科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年21期

    摘 要:在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)時,時常要調(diào)整、控制電流、電壓、轉(zhuǎn)速等模擬量,包括恒流、恒壓、恒速等,而單片機(jī)往往將通過運(yùn)算、處理所采集的模擬量數(shù)據(jù),并按照設(shè)計要求調(diào)制輸出控制的脈寬,最終達(dá)到恒流、恒壓、恒速的目的。為了對單片機(jī)PWM控制技術(shù)進(jìn)行分析,下面將在研究PWM技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,對于單片機(jī)PWM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析,然后簡要分析實(shí)例與仿真,希望能夠?qū)纹瑱C(jī)的PWM控制技術(shù)有一個更深層次的認(rèn)識,使今后的學(xué)習(xí)更加順暢。

    關(guān)鍵詞:單片機(jī);PWM控制技術(shù);原理;仿真

    隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,在單片機(jī)中,越來越多的技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用,對于單片機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的提高起到了至關(guān)重要的作用。而PWM控制技術(shù)操作質(zhì)量的提升與單片機(jī)整體運(yùn)行穩(wěn)定性的提高有著直接的聯(lián)系,在研究中應(yīng)該考慮到PWM控制技術(shù)的原理,才可以通過具體的分析與案例來實(shí)現(xiàn)其控制。所以,只有認(rèn)真研究單片機(jī)PWM控制技術(shù),才能夠?yàn)楹罄m(xù)深入的探索和研究提供條件。

    1 PWM技術(shù)原理分析

    在單片機(jī)的技術(shù)操作過程當(dāng)中,需要完善當(dāng)前的單片機(jī)運(yùn)行機(jī)制,同時做好技術(shù)的控制,這是PWM技術(shù)運(yùn)行質(zhì)量得以保證的關(guān)鍵所在。在使用PWM技術(shù)的過程中,保證其運(yùn)行的獨(dú)特性需要固定的控制范圍,也就是在擁有控制方法的同時,還要能夠確保其運(yùn)行的原理本身擁有獨(dú)特的穩(wěn)定性[1]。所以在實(shí)施PWM的運(yùn)行過程中,操作團(tuán)隊需要科學(xué)合理的選擇固定脈沖,并且按照脈沖的實(shí)際狀態(tài),研究脈沖的中心線,使得PWM技術(shù)可以通過判斷波形來實(shí)現(xiàn)諧波本身的有效控制。同時,也可以按照函數(shù)的計算方法,判斷PWM控制技術(shù)的平均值,按照控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出來的波形特點(diǎn),可以更深層次的研究PWM技術(shù)運(yùn)行中的特點(diǎn),這樣才能夠讓波形滿足既有函數(shù)運(yùn)行法則的要求。另外,結(jié)合波形圖的實(shí)際特點(diǎn),判斷固定周期內(nèi)PWM技術(shù)操作方案的質(zhì)量,也可以更好的進(jìn)行波形圖同等狀態(tài)下的合力區(qū)分,也就是在現(xiàn)有的波形圖基礎(chǔ)上,能夠通過固定的實(shí)施周期,來做好同等范圍當(dāng)中的合理分配[2]。

    2 單片機(jī)PWM技術(shù)的應(yīng)用

    在應(yīng)用單片機(jī)PWM技術(shù)的過程中,需要通過指定坐標(biāo)的使用來控制單片機(jī)的性能,這樣才可以滿足當(dāng)前波形圖運(yùn)行固定長度的特點(diǎn),也可以實(shí)施針對每一個坐標(biāo)參數(shù)的設(shè)計,如果當(dāng)前的波形圖能夠滿足各個基礎(chǔ)性坐標(biāo)的要求,就需要按照固定的波形狀態(tài),來針對坐標(biāo)的實(shí)際范圍做好對稱性的處理。另外,同當(dāng)前的系統(tǒng)分析方案相互的結(jié)合,從而劃定既定空間當(dāng)中的坐標(biāo)實(shí)施范圍,這樣才有利于當(dāng)前的波形能夠同區(qū)間的狀態(tài)進(jìn)行相互的結(jié)合,從而實(shí)施性能方面的保障。在PWM技術(shù)的操作過程當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)同控制系統(tǒng)的波形寬度相互的結(jié)合,這樣才可以判斷當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際中心,從而使得固定的系統(tǒng)波形能夠同中心點(diǎn)的狀態(tài)相互的結(jié)合起來,進(jìn)而對起點(diǎn)進(jìn)行相對應(yīng)的操作[3]。

    3 實(shí)例與仿真

    現(xiàn)有一臺逆變器的輸出頻率可以進(jìn)行調(diào)節(jié),是通過給定電位器來對輸出頻率的實(shí)際大小進(jìn)行調(diào)節(jié),通過A/D轉(zhuǎn)換輸入到單片機(jī)當(dāng)中。由單片機(jī)按照所給定的輸出頻率的大小來對逆變器的電壓進(jìn)行計算,從而滿足變頻調(diào)速要求下的可變電壓、可變頻率VVVF的控制(比如恒U/f控制)。這里我們所選擇的研究實(shí)例是AT90S8535,其結(jié)構(gòu)是40腳封裝RISC結(jié)構(gòu)低功耗CMOS8位AVR單片機(jī),512B的EEP-ROM,8KB的Falsh。3個內(nèi)部定時/計數(shù)器,32個多功能的I/O口,兩個外部終端電源,8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器等,能夠滿足眾多成本低廉、要求集成度較高的場所當(dāng)中使用。因此在這里的研究選擇的是AVR單片機(jī)AT90S8535。

    對于逆變器的設(shè)置,默認(rèn)的輸出頻率為50Hz,其有效的輸出電壓值為220V,當(dāng)確定了逆變器的輸出頻率之后,可以隨之確定PWM控制的調(diào)制深度指令和載波比。所以,利用采樣逆變器的輸出頻率給定值,按照逆變器壓頻變化曲線,就可以將逆變器的輸出電壓確定,進(jìn)而確定PWM的調(diào)制深度與載波比。

    在分配單片機(jī)資源時,具體包含:A/D采樣輸入口,采樣輸出頻率是39腳PA1;PWM輸出的驅(qū)動信號為PC0PC3,設(shè)置成為輸出口;電路故障信號輸入腳為17腳的INT1外部中斷(如,過電壓、過電流和短路這一部分),另外,這一腳還能夠成為控制位“解除閉鎖”的輸入腳,其作用在于:當(dāng)發(fā)生故障之后,通過外部終端輸入引腳的信號變化,然后對CPU提出中斷的要求,在CPU響應(yīng)了中斷要求之后,在中斷服務(wù)程序的執(zhí)行中,將PWM封鎖信號輸出,從而實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,直至閉鎖控制位有效的時候,才能夠?qū)WM的封鎖信號撤出,確保PWM波能夠正常的進(jìn)行輸出。對于T90S8535而言,其芯片的復(fù)位端口擁有較高的初始狀態(tài),所以,其驅(qū)動信號和封鎖信號都應(yīng)該設(shè)置成為低電平的無效狀態(tài),在這個時候,所有的功率開關(guān)在端口輸出信號的基礎(chǔ)上,都會處于關(guān)斷的狀態(tài)。針對PWM波,主要是由T0定時器來完成其載波周期,而片內(nèi)的T1定時器則決定了PWM波換所需要的時間[4]。利用AT90S8535單片機(jī),將單相PWM波形發(fā)生器硬件連接實(shí)現(xiàn)的圖如圖1所示,其編程需要按照框架圖來進(jìn)行編寫,這里不作介紹,而PWM波控制輸出仿真圖的實(shí)現(xiàn)。

    4 結(jié)束語

    隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的單片機(jī)技術(shù)出現(xiàn)在我們的面前。針對單片機(jī)的PWM控制技術(shù),文章通過原理和應(yīng)用的分析,再通過實(shí)例與仿真的闡述,希望能夠?qū)ζ溆幸粋€全面的認(rèn)識與了解,以便在固定時間段內(nèi)幫助單片機(jī)提升其運(yùn)行質(zhì)量,無論是對于理論研究,還是對于現(xiàn)實(shí)的操作,都具有重要的意義。

    參考文獻(xiàn)

    [1]夏志華.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].煤炭技術(shù),2013(2):191-193.

    [2]羅倫.淺淡空調(diào)器單片機(jī)控制技術(shù)與檢測技巧[J].輕工科技,2013(9):69-70.

    [3]黃先杰.淺析低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)[J].科技視界,2014(22):83.

    [4]劉盾,張柏霖.基于單片機(jī)控制技術(shù)的無線供電系統(tǒng)設(shè)計[J].電子制作,2013(24):27.

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