【正文】 就是 IR2110的自舉電路原理。 IR2110 功率驅(qū)動(dòng)介紹 （ 1） IR2110內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖及管腳說(shuō)明 IR2110是 IR公司生產(chǎn)的高壓 ,高速的功率 MOSFET[18]， IGBT專用驅(qū)動(dòng)芯片，具有獨(dú)立的高 、低端輸出雙通道。所要求的控制信號(hào)簡(jiǎn)單，只需要加入 PWM信號(hào)即可。 STC12C5A60S2系列單片機(jī)有 2路可編程計(jì)數(shù)器陣列 PCA/PWM，即 主控芯片STC12C5A60S2 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 口 (通過(guò) AUXR1寄存器可以設(shè)置 PCA/PWM從 P1口切換到 P4口）。這種專用 PWM集成芯片可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，工作更可靠，但其價(jià)格 相對(duì)較高，難于控制工業(yè)成本不宜采用。 直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式 （ 1） 基于晶閘管作為主電路的調(diào)速系統(tǒng) 晶閘管的調(diào)速系統(tǒng)是采用分離元件設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)占用的空間大，控制角難于調(diào)整，且模擬器件的固有缺陷如：溫漂、零漂電壓等，導(dǎo)致電機(jī)的調(diào)速無(wú)法達(dá)到滿意的結(jié)果。采用微處理器控制，使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字化程度，智能化程度有很大改觀；采用微處理器控制，使調(diào)速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單化，可靠性提高，操作維護(hù)變得簡(jiǎn)捷，電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速精度等方面達(dá)到較高水平。 早期直流傳動(dòng)的控制系統(tǒng)采用模擬分離器件構(gòu)成，由于模擬器件有其固有的缺點(diǎn)，如存在溫漂、零漂電壓，構(gòu)成系統(tǒng)的器件較多，使得模擬直流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度及可靠性較低 [2]。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；脈寬調(diào)制 (PWM)調(diào)壓等等。 特別是采用了微處理器及其他先進(jìn)電力電子技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置在精度的準(zhǔn)確性、控制性能的優(yōu)良性和抗干擾的性能有很大的提高和發(fā)展，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的 應(yīng)用。 系統(tǒng)構(gòu)成 本 系統(tǒng) 以 STC12C5A60S2為控制核心，配以 4鍵盤和 LCD液晶顯示屏 ，通過(guò)STC12C5A60S2內(nèi)部 PCA計(jì)數(shù)器 對(duì)主干驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行速度采集 ，并通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行速度顯示。 Dir LIN1= 1若在“理想的自舉”電路中 ， Vcc由一個(gè)零阻抗電源供電，并通過(guò)一個(gè)理想的二極管給 Vb供電。 IR2110自舉電路的結(jié)果原理圖如圖 34所示： 圖 34 IR2110自舉電路原理圖 圖 34中 C1及 VD1 分別為自舉電容和快速恢復(fù)二極管 ,C2為 VCC的濾波電容。 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 132Q2IRF32051uF/16VC7104C6D21N4148132Q4IRF320524V10uFC3VCC_5V100uFC112V12VD61N4148R556D41N4148R356HIN1132Q3IRF32051uF/16VC8104C5D11N4148132Q5IRF320524V10uFC4VCC_5V100uFC212V12VR656R456MB1MotorLIN2HIN2LIN1SD SDC9C10LO1VB6VS5HO7COM2VCC3VDD9HIN10SD11LIN12VSS13U3IR2110LO1VB6VS5HO7COM2VCC3VDD9HIN10SD11LIN12VSS13U4IR2110 圖 32 H橋驅(qū)動(dòng)電路 穩(wěn)壓電源 因?yàn)橄到y(tǒng)需要的不同電壓值較多，且由于電機(jī)在正常工作時(shí)對(duì)電源的干擾很大，如果只用一組電源難以防止干擾，為此 在設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩組可調(diào)的穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)控制單元和驅(qū)動(dòng)單元單獨(dú)供電。 unsigned char KEY1_F,KEY2_F,KEY3_F,KEY4_F。 if( KEY4 == 0 ) { ++key4_t。 //快速制動(dòng) key4_flag = 0。 圖 42 PCA 捕獲模式 圖 43 PCA 脈寬調(diào)節(jié)模式 PWM 調(diào)制信號(hào)接收模塊 由于要用 PCA1模塊來(lái)把上位機(jī)輸出的頻率為 1 kHz的 PWM調(diào)制信號(hào)的頻率提高 (因?yàn)轭l率越高，越容易濾波 )，故將 PCA 定時(shí)器的時(shí)間基準(zhǔn)置為 1／ 2振蕩頻率。 //打開 CCAPM0 寄存器的 PWM0 和 ECOM0 //初始化時(shí)不輸出 PWM，模塊 1做 PCA 捕獲測(cè)速用 CCAP1L = 0。 if ( CF == 1 ) //定時(shí)器溢出中斷到 { CF=0。隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，集成電路制作工藝的飛速發(fā)展，以及控制理論地完善、仿真工具地日漸成熟，給電機(jī)控制行業(yè)帶來(lái)了很多機(jī)遇和反展契機(jī)。//計(jì)時(shí) 50ms標(biāo)志位 unsigned char JS100MS_F。 t++。 } LCD 顯示程序 include include include include 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ 20xx） 27 include define LCD_data P0 //數(shù)據(jù)口 sbit rs=P2^0。 LCD_data=a。//功能設(shè)置 Write_(0X08)。 } } /*開機(jī)首屏顯示 */ void opendisplay(void) { Write_(0x01)。 //顯示占空比 Write_dat(0x30+ duty_cycle/100)。//0X42。 //PCA設(shè)置到 P4口 ,PCA模塊 0做 PWM輸出用 CCAP0H = CCAP0L =127。 // Write_dat(0x30+rpm_bai)。 } /*顯示字符串 */ void hzkdis0(unsigned char addr,unsigned int t,unsigned char *s) 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ 20xx） 29 { Write_(addr)。 } /***********LCD初始化 ********************/ void lcd_init(void) { Write_(0x38)。 } /***********寫指令到 LCD ********************/ void Write_(uchar a) { while(busy())。 i = 108。//不啟動(dòng) ET1 = 1。感謝那些給于過(guò)我?guī)椭?、支持、信任的老師如黃靖老師等?？偨Y(jié)這次軟件調(diào)試，讓我認(rèn)識(shí)到了做軟件調(diào)試的基本方法與流程： （ 1）認(rèn)真檢查源代碼，看是否有文字或語(yǔ)法錯(cuò)誤 。 //頻率，一秒的轉(zhuǎn)數(shù) //f = 。// 0x80。當(dāng) CLSFR 的值小于 {EPCnL， CCAPhL}時(shí)，輸出為低，而電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 當(dāng) PCACLSFR 的值等于或大于 {EPCnL， CCAPnL}時(shí)，輸出為高。 //通過(guò)標(biāo)志位，設(shè)置個(gè)十百千設(shè)置 if(key4_flag==1) //KEY4P3^5ET1 按第 1次 { PWM_EN。 } } else key2_t= 0。按照任務(wù)的定義，每個(gè)功能模塊都能完成某一明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的某個(gè)功能，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、鍵盤掃描、輸出控制等。理論上 ,Q2是不能實(shí)現(xiàn)占空比導(dǎo)通的 , 只能達(dá)到 97%。 引腳 6（ VB）及引腳 3（ Vcc）分別為上下通道互鎖輸出級(jí)電源輸入端。 由于密勒效應(yīng)的作用，在開通與關(guān)斷時(shí)，集電極與柵極間電容上的充放電電流很容易在柵極上產(chǎn)生干擾 [14]。 電機(jī)速度信號(hào) PWM和方向信號(hào) Dir,通過(guò)如圖 33所示 電路 ,產(chǎn)生 IR2110所需的控制信號(hào) HIN HIN LIN LIN2。通過(guò)控制定時(shí)器初值 T0和 T1，從而可以實(shí)現(xiàn)從任意端口輸出不同占空比的脈沖波形。（圖 12） C、定頻調(diào)寬法：保持周期 T(或頻率 )不變，同時(shí)改變 t1 和 t[7]。所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的方法是電樞控制法。整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組及水銀整流裝置使直流電氣傳動(dòng)完成了一次大的躍進(jìn) [1]。但是對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下公式： TCCRCUn crc ?? 內(nèi)?? 其中： U— 電壓； R內(nèi) — 勵(lì)磁繞組本身的電阻； f— 每極磁通 (Wb)； Cc— 電勢(shì)常數(shù)； Cr— 轉(zhuǎn)矩常量 [3]。 基于單片機(jī)類由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn) PWM：在 PWM 調(diào)速系統(tǒng)中占空比 D是一個(gè)重要參數(shù)在電源電壓 Ud不變的情況下，電 樞端電壓的平均值取決于占空比 D的大小，改變 D的值可以改變電樞端電壓的平均值從而達(dá)到調(diào)速的目的。該方案總體上是具有可行性，但是 L298的驅(qū)動(dòng)電壓和電流較小，不利于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中大電壓、大電流的直流電機(jī)調(diào)速。當(dāng) PCA模塊用于捕獲時(shí)，其保存各個(gè)模塊的 16位捕捉計(jì)數(shù)值，用于電機(jī)測(cè)速，捕捉電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)頻率；當(dāng) PCA模塊用于 PWM模式時(shí)，可以控制輸出的占空比，從而對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。并聯(lián)高頻小電容可吸收高頻毛刺干擾電壓。當(dāng)該引腳 為高電平時(shí)， IR2110的輸出被封鎖，輸出端 HO（ 7腳）、 LC（ 1腳）恒為低電平。綜合考慮在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)采用 1uf的電容為 IR2110的自舉電容。 圖中 LM358和電阻 R R5組成電壓比較器，起濾波整形的作用 。 } } else key1_t= 0。 DIR=~DIR。其輸出頻率取決于 PCA定時(shí)器的時(shí)鐘源。 CH = 0。 //總溢出中斷次數(shù) if( m == ||START_F==0 ) rpm = 0。 } } 及運(yùn)行 在程序編寫的過(guò)程中，出現(xiàn)了很多問題，包括鍵盤掃描處理、 PWM 信號(hào)發(fā)生電路的控制、以及單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等問題，雖然問題不是很大，但是也讓我研究了 好長(zhǎng)時(shí)間，在解決這些問題的時(shí)候，我不斷向老師和同學(xué)請(qǐng)教，希望能通過(guò)大家一塊的努力把軟件編寫的更完整，讓系統(tǒng)的功能更完備。 其次，我一起合作過(guò)兩年的電氣專業(yè)的許海軍、魏乃榮，在我 13 周的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間遇到過(guò)很多我沒有學(xué)過(guò)的知識(shí)，如電機(jī)工作原理、強(qiáng)電知識(shí)等等，他們都給予我無(wú)私的幫助，有時(shí)候甚至花一整天的時(shí)間和我一起解決遇到的問題，他們的幫助是我畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成的關(guān)鍵。//允許中斷 TH1 = 255CLOCK/TIMER1_PER_SEC/12/256。 } void Delay5ms() { unsigned char i, j。0x80)。 ep=1。i++) for(j=0。 Write_dat(0x30+rpm%10 )。 CH = 0。 CCAPM1 = 0x21。 Write_(0x80+0x20)。 hzkdis0(0x80+0x40,0,SPEED: r/min)。//設(shè)定輸入方式 Write_(0x0f)。 ep=0。//使能信號(hào) /***********測(cè)試 LCD忙碌狀態(tài) ********************/ B busy(void) { B t。 if( t%100 == 0 ) JS100MS_F = 1。//計(jì)時(shí) 200ms標(biāo)志位 unsigned char JS1MIN_F。 電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 參考文獻(xiàn) [1]張友德等，單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M]，復(fù)旦大學(xué)出版社 1992. [2]張毅剛，彭喜源，譚曉鈞，曲春波 .MCS－ 51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . [3]宋慶環(huán)，才衛(wèi)國(guó)，高志， 89C51 單片機(jī)在 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用 [M]。 //清零中斷標(biāo)志位； current_capture_value = CCAP1H*256+CCAP1L。 CR = 1。然后在中斷中把 {CCAP1H,CCAP1L}的值存放到自定義的數(shù)據(jù)單元 {UP_DATAH， UP_DATAL}中，并在中斷中把 PCA1 工作模式設(shè)置為下降沿捕獲工鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ 20xx） 17 作模式，從而在 腳采樣到下降沿跳變時(shí)， PCA1 模塊硬件就可將 PCA 計(jì)