【導(dǎo)讀】大連交通大學(xué)2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯

　　

【正文】 觸。然而，在改進(jìn)均勻的輪對攻角和接觸力是有限的。 SYC轉(zhuǎn)向架更成功的提高穩(wěn)定性，相比蠕變能量更能減少轉(zhuǎn)移軌道。軌道移動的力量成為限制只有高速傾斜列車。最近的專利是 AWY的三軸轉(zhuǎn)向架包括控制懸架變形和陀螺輸入。 一般情況下，有四中方法可以產(chǎn)生 PWM 信號，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 軟件產(chǎn)生，這種方法需要 CPU持續(xù)操作代碼來控制 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 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合；（ 4）通過單片機(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，否則通過在單片機(jī)里嵌入 PWM 功能模塊，并使這功能初始化，單片機(jī)的 PWM 口也能自動產(chǎn)生 PWM 信號。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 PWM 模塊。該 PWM 模塊，通過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，用剛才提到的上述三種方法調(diào)整占空比和幾個操作模式，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。通過操作模式， PWM 模塊產(chǎn)生一個或更多的脈寬模塊信號，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模塊有兩部分組成： PWM 信號產(chǎn) 生器和帶有頻道選擇邏輯的死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生器。用戶可以通過執(zhí)行一些代碼使 PWM 模塊初始化，從而啟動其功能。在特殊情況下，支持以下電源和運(yùn)動控制應(yīng)用： PWM 模塊也有以下特征： PWM輸出信號以互補(bǔ)或獨(dú)立的方式運(yùn)行 PWM 同步 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 11 圖 3 PWM模塊的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)的詳細(xì)組成 PWM 電動機(jī) 二輸出 PWM電動機(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)鐘信號合成，時(shí)鐘信號的頻率可通過對在特殊寄存器 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，詳見表 1 圖 4 PWMCON的位的位置 表 1 PWMCON的位的 定義 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 12 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，信號的CP 和 CPWM 控制 PWM1 和 PWML 的來源，這兩個控制信號的詳細(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 輸出模塊對于驅(qū)動負(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 口通過默認(rèn)意見復(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[4]口被用做 PWMH/PWML 或是一般的 I/O口。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 13 圖 6 獨(dú)立模式下的 PWM波形 互補(bǔ) PWM 輸出模式 互補(bǔ)輸出模式可以用于驅(qū)動逆變器負(fù)載，如圖 7所示。這種逆變器拓?fù)鋵W(xué)是典型的直流裝置。在互補(bǔ)輸出模式， PWM 的兩個輸出不能同時(shí)用。 PWM 通道和輸出口都是通過通道選擇邏輯內(nèi)部配置的，如圖 7所示。死區(qū)時(shí)間是在兩端輸出的開關(guān)裝置沒有工作的短時(shí)期時(shí)可以選擇插入的。 圖 7 PWM互補(bǔ)輸出的典型電路 PWM I/O 口通過在 PWMCON 中設(shè)置適當(dāng)?shù)?CPWM 位選擇互補(bǔ)模式，在這種情況下， PSWL是有效果的。當(dāng) PSEL 設(shè)置為 0 時(shí)， PWMH 和 PWML 將來自 PWM0 電機(jī)，這時(shí)來自 PWM1 電機(jī)的信號是沒用的，而當(dāng) PSEL 設(shè)置為 1時(shí)， PWMH 和 PWML 將來自 PWM1 電機(jī)，這時(shí)來自 PWM0電機(jī)的信號是沒用的。在互補(bǔ)模式時(shí)產(chǎn)生 PWM 輸出信號的過程中，死區(qū)時(shí)間將被插入在以下這部分講述。 死區(qū)時(shí)間控制 當(dāng) PWM I/O 口在互補(bǔ)輸出模式運(yùn)行時(shí)，死區(qū)時(shí)間是自動啟用生成的，因?yàn)殡娫摧敵鲅b置不能瞬間開關(guān)，在互補(bǔ)對模式下，一個 PWM 輸出 的關(guān)閉與其它晶體管打開之間要一定的時(shí)間， 2 輸出的 PWM 模塊有一個帶有 8位寄存器的可編程死區(qū)時(shí)間。 PWM 模塊的互補(bǔ)輸出對已有一個用于產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間插入的 8 位計(jì)數(shù)器。死區(qū)時(shí)間單元有一個上升沿和下降沿探測器，而這個探測器與 PWM 電機(jī)產(chǎn)生的 PWM 信號連接。當(dāng)?shù)竭_(dá) PWM邊沿時(shí)，死區(qū)時(shí)間被載入計(jì)時(shí)器，根據(jù)是否是上升沿或下降沿，在互補(bǔ)輸出端口上的其大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 14 中一個過度被延遲，直到計(jì)數(shù)器降為 0。 PWM 輸出對的死區(qū)時(shí)間表，如圖 8a所示： 圖 8a 死區(qū)時(shí)間單元模塊圖 圖 8b 互補(bǔ)模式的 PWM輸出波形 總 結(jié) ： 本文，我們設(shè)計(jì)了基于 8 位兼容 8051 單片機(jī)的 PWM 模塊，這種設(shè)計(jì)能產(chǎn)生 2 通道帶有兩種運(yùn)行模式的可編程周期 PWM 信號，即可插入死區(qū)時(shí)間的獨(dú)立模式和互補(bǔ)模式。這種在 EDA平臺的仿真結(jié)果已證明了它的和諧性和有用性。