智能小车PWM控制直流电机在汽车行业,我们不仅要通过CAN总线来控制汽车的运行,那么在智能遥控汽车市场就需要直流电机来控制小车的速度:平时我们可以通过PWM波,硬件改变电压等方法来改变小车电机两端的电压值,进而达到控制电机转速的调整。
PWM波来控制电机的转速,PWM就是脉冲宽度调制,也就是占空比可变的脉冲波形.通过其对半导体电力器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一些列幅值相同而宽度不相同的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需的波形。那么我们根据这样的特性,按一定的规则对个脉冲的宽度进行调制,即可改变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。
我们通过PWM波的特性—改变电压,进而达到控制电机转速的控制。
我们在对电机进行控制时,我们还要通过H桥电路来达到电机的正反转的功能:H桥驱动电路是4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠如示意图1:
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图1:H桥电路
如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
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图2H桥电路驱动电机顺时针转动
图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
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图3H桥驱动电机逆时针转动
那么我们可以通过PWM波来控制电机的正反转,驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关,我们也可以通过软件产生死区的方法来达到控制电机的转动,
实际使用的时候,用分立元件制作H桥是很麻烦的,如图4
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图4:pwm波控制电机的转动
而我们可以通过,三星公司提供的S3C2440A来减轻电路的复杂,我们可以通过设置CPU-S3C2440A的PWM定时器,来实现我们所需要的PWM,然后通过死区发生器来避免电机死区的发生如图5:
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图5:死区发生器
TOUTO和nTOUT0的关系是带宽相同,相位相反,然后,我们通过死区发生器,让他们的电平转化的时间不相同,进而达到我们所要的避免死区的目的。
代码:
voidTime0_INT_Test(void)
{
U32val=(PCLK/250)/8-1;
rTCFG0&=~(0xff<<0);
rTCFG0|=249<<0;
rTCFG1&=~(0xf<<0);
rTCFG1|=2<<0;
rTCNTB0=500;
rTCMPB0=100;
rTCON&=~(0xf<<0);
rTCON|=(0xb<<0);
rTCON&=~(1<<1);
}
通过上面的程序我们就可以分别在定时器0和定时器1的管脚上产生我们所要的拥有死区的PWM波,进而达到控制电机的目的。
现在市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等,详情查看:http://edu118.com