外文資料翻譯--基于c51兼容微處理器單片機(jī)的pwm控制器設(shè)計(jì)-單片機(jī)(已修改)
2025-06-01 04:38 本頁(yè)面
【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 學(xué) 院 ： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 1071101215 外文出處： Design of PWM Controller in a MCS51 Compatible MCU ( 用外文寫(xiě) ) 附 件： ； 。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日 注： 請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。 附件 1：外文資料翻譯譯文 基于 C51 兼容微處理器單片機(jī)的 PWM 控制器設(shè)計(jì) 導(dǎo) 言 PWM 技術(shù)，是一種電壓調(diào)節(jié)方法，通過(guò)控制具有固定電壓的直流電源的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)整兩端負(fù)荷電壓。這種技術(shù)能用于各種應(yīng)用包括電機(jī)、溫度、和壓力的控制，等等。在電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，如圖 1 所示，通過(guò)調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的占空比，來(lái)控制電機(jī)的速度，如圖 2所示，平均電壓通過(guò)改變占空比來(lái)控制電機(jī)的速度（在圖中 D=t1/T） ,這樣當(dāng)電機(jī)的電源打開(kāi)時(shí)，它的速度加快，相反，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，速度下降。 圖 1 PWM 控制框圖 圖 2 電壓的電樞和占空比之間的關(guān)系 所以，通過(guò)定期地調(diào)整時(shí)間的開(kāi)通和關(guān)斷來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速：這兒有三種方法可以完成占空比的調(diào)整（ 1）通過(guò)脈寬來(lái)調(diào)整頻率；（ 2）通過(guò)同時(shí)調(diào)整頻率和脈寬；（ 3）通過(guò)頻率來(lái)調(diào)整脈寬。 一般情況下，有四中方法可以產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，正如以下：（ 1）由獨(dú)立邏輯元件組成的裝置產(chǎn)生，這種是原始的方法，現(xiàn)在已被淘汰；（ 2）通過(guò)軟件產(chǎn)生，這種方法需要 CPU持續(xù)操作代碼來(lái)控制 I/O 口，以致于 CPU不能做其他任何事。所以，這種方法也漸漸被淘汰；（ 3）通 過(guò) ASIC 產(chǎn)生， ASIC 減少了 CPU的負(fù)擔(dān)，并獲得了穩(wěn)定的工作，一般有幾個(gè)功能，如電流保護(hù)、死區(qū)時(shí)間調(diào)整等等；然而 這種方法現(xiàn)在已被廣泛用于許多場(chǎng)合；（ 4）通過(guò)單片機(jī)的 PWM 功能模塊產(chǎn)生，只有當(dāng)需要改變占空比的時(shí)候 CPU失控，這樣就不能產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，否則通過(guò)在單片機(jī)里嵌入 PWM 功能模塊，并使這功能初始化，單片機(jī)的 PWM 口也能自動(dòng)產(chǎn)生 PWM信號(hào)。這種方法將在文章中講述。 在本文中，我們建議在 8051 單片機(jī)里嵌入一個(gè) PWM 模塊。 該 PWM 模塊， 通過(guò) 初始化控制寄存器和寄存器 的 占空比 ， 可以支持 PWM 脈沖信號(hào) ，用 剛才提 到的上述三種方法調(diào)整占空比和幾個(gè)操作模式，以增加 用戶 彈性 。 以下這部分解釋 PWM 模塊和基本功能模塊的結(jié)構(gòu)。第三部分描述兩種操作模式。這部分還講述了實(shí)驗(yàn)和仿真的結(jié)果驗(yàn)證了合適的系統(tǒng)操作。通過(guò)操作模式， PWM 模塊產(chǎn)生一個(gè)或更多的脈寬模塊信號(hào)，它們的比率可以自主調(diào)整。 在單片機(jī)上執(zhí)行 PWM 模塊 PWM 模塊的概述 PWM 模塊如圖 3所示，從圖中，可以很清楚得看到整個(gè)模塊有兩部分組成： PWM信號(hào)產(chǎn)生器和帶有頻道選擇邏輯的死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生器。用戶可以通過(guò)執(zhí)行一些代碼使PWM模塊初始化，從而啟動(dòng)其功能。在特殊情況下，支持以下 電源和運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用： PWM 模塊也有以下特征： PWM 輸出信號(hào)以互補(bǔ)或獨(dú)立的方式運(yùn)行 PWM 同步 圖 3 PWM 模塊的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)的詳細(xì)組成 PWM電動(dòng)機(jī) 二輸出 PWM 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 所示，該結(jié)構(gòu)是基于能產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)上 的 16 位計(jì)數(shù)器。該系統(tǒng)由四分頻或十二分頻的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)合成，時(shí)鐘信號(hào)的頻率可通過(guò)對(duì)在特殊寄存器 PWMCON 中的 PWM0 電機(jī)的 T3M 或 PWM1 電機(jī)的 T4M 的值進(jìn)行設(shè)置而調(diào)整 ，如圖 4 所示：對(duì)于 PWM0 電機(jī)，當(dāng) T3M 設(shè)置為零時(shí)， 16 位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘將被默認(rèn)預(yù)分為四分頻，當(dāng) T3M 設(shè)置為 1 時(shí)，始終將被十二分頻； PWM 同樣有這種功能。在 PWMCON 中的其它位的定義，詳見(jiàn)表 1 圖 4 PWMCON 的位的位置 表 1： PWMCON 的位的定義 通道選擇邏輯 通道選擇邏輯在互補(bǔ)模式中很有用，如圖 5所示。從表中可以清楚得看出，信號(hào)的 CP 和 CPWM 控制 PWM1 和 PWML 的來(lái)源，這兩個(gè)控制信號(hào)的詳細(xì)情況將在第三部分講述，死區(qū)時(shí)間電機(jī)的結(jié)構(gòu)也將在一下部分的連續(xù)性互補(bǔ)模式中講述。 圖 5 通道選擇 邏輯表 運(yùn)行模式和仿真結(jié)果 這種設(shè)計(jì)有兩種運(yùn)行模式：獨(dú)立模式和互補(bǔ)模式。通過(guò)在 PWMCON 寄存器中設(shè)置相應(yīng)的位 CPWM，如圖四所示，用戶可以選擇其中一個(gè)運(yùn)行模式。當(dāng) CPWM 設(shè)置為0 時(shí)， PWM 模式將工作在獨(dú)立模式， COWM 設(shè)置為 1 時(shí)，將工作在互補(bǔ)模式。在這部分兩種模式將分別被詳細(xì)講述，從 VCS EDA 平臺(tái)的 PWM模塊的仿真結(jié)果證明這種設(shè)計(jì)。 獨(dú)立 PWM 輸出模塊 獨(dú)立 PWM 輸出模塊對(duì)于驅(qū)動(dòng)負(fù)荷很有用，如圖 6 所示。當(dāng)在 PWMCON 寄存器中相應(yīng)的 CP 位設(shè)置為 0，特殊的 PWM 輸出模塊是在獨(dú)立的輸出模式里。在 這種情況下，PWM的兩種通道輸出是相互獨(dú)立的。在 PWM0/PWML 口的信號(hào)是從 PWM0 電機(jī)產(chǎn)生的。通道選擇邏輯完成單獨(dú)情況，如圖 6 所示。 PWM I/O 口通過(guò)默認(rèn)意見(jiàn)復(fù)位設(shè)置為獨(dú)立模式，但死區(qū)時(shí)間電機(jī)不能在獨(dú)立模式下工作。仿真結(jié)果如圖 6 所示。 Tr4 和 Tr3分別與 PWM0和 PWM1相連，實(shí)際上，從圖看，單片機(jī)的 P1[5]/P
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