【正文】 機(jī)反轉(zhuǎn)。同理可知， IC2 的 HO 為高電平而 LO 為低電平， Q3 導(dǎo)通且 Q4 截止， Q3 的漏極近乎于零電平，此時(shí) Vcc 通過(guò) D2 向 C3 充電，為 Q4 的又一次導(dǎo)通作準(zhǔn)備。其具體的操作步驟如下： 當(dāng) IC1 的 LO 為高電平而 HO 為低電平的時(shí)候， Q2 導(dǎo)通且 Q1 截止。此時(shí)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)。同理，此時(shí) IC2 的 HO為低電平而 LO 為高電平， Q3 截止， C3 上的電壓經(jīng)過(guò) VB、 IC 內(nèi)部電路和 HO端加在 Q4 的柵極上，從而使得 Q4 導(dǎo)通。 在 HIN 為高電平期間， Q Q4 導(dǎo)通，在直流電機(jī)上加正向的工作電壓。我們可以采取雙 PWM 信號(hào)來(lái)控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)以及它的速度。 主電路 從上面的原理可以看出，產(chǎn)生高壓側(cè)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電壓的前提是低壓側(cè)必須有開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，在高壓側(cè)截止期間低壓側(cè)必須導(dǎo)通，才能夠給自舉電容提供充電的通路。 C 邏輯電源電壓 VDD： 至 VSS+25V 允許參考電壓 Vs 臨界上升率 dVs/dt： 50000V/μ s 高端懸浮電源參考電壓 Vs： VB25V 至 VB+ 高端懸浮輸出電壓 VHO： 至 VB+ 邏輯輸入電壓 VIN： 至 VDD+ 邏輯輸入?yún)⒖茧妷?Vss： Vcc25V 至 Vcc+ 低端輸出電壓 VLO： 至 Vcc+ 功耗 PD： DIP14 封裝為 2． IR2110 的推薦工作條件： 高端懸浮電源絕對(duì)值電壓 VB： Vs+10V 至 Vs+20V 低端輸出電壓 VLO： 0至 Vcc 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 23 低端工作電源電壓 Vcc： 10V 至 20V 邏輯電源電壓 VDD： Vss+5V 至 Vss+20V 邏輯電源參考電壓 Vss： 5V 至 +5V 圖 IR2110 芯片 主電路設(shè)計(jì) 延時(shí)保護(hù)電路 利用 IR2110 芯片的完善設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)延時(shí)保護(hù)電路。 C 工作溫度范圍 TA： 40 至 125176。 引腳 引腳 1引腳 4：為空引腳。 引腳 11（ SD）：保護(hù)信號(hào)輸入端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)， IR2110 的輸出信號(hào)全部被封鎖，其對(duì)應(yīng)的輸出端恒為低電平，而當(dāng)該端接低電平時(shí)，則 IR2110的輸出跟隨引腳 10 與 12 而變化。 引腳 10（ HIN）與引腳 12（ LIN）：驅(qū)動(dòng)逆變橋中同橋臂上下兩個(gè)功率 MOS 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 22 器件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸入端。 與引腳 6（ VB）：通過(guò)一陰極連接到該端陽(yáng)極連接到引腳 3 的高反壓快恢復(fù)二極管，與用戶提供的輸出極電源相連，對(duì) Vcc 的參數(shù)要求為大于或等于 — ，而小于或等于 +20V。 引腳 3（ Vcc）：直接接用戶提供的輸出極電源正極，并且通過(guò)一個(gè)較高品質(zhì)的電容接引腳 2。 IR2110 的引腳圖以及功能 引腳 1（ LO）與引腳 7（ HO）：對(duì)應(yīng)引腳 12 以及引腳 10 的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，使用中，分別通過(guò)一電阻接主電路中下上通道 MOSFET 的柵極，為了防止干擾，通常分別在引腳 1與引腳 2以及引腳 7與引腳 5 之間 并接一個(gè) 10KΩ的電阻。與此同時(shí)， IR2110的研制成功并且投入應(yīng)用可以極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性。它把驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)和低壓側(cè) MOSFET或 IGBT 所需的絕大部分功能集成在一個(gè)高性能的封裝內(nèi)，外接很少的分立元件就能提供極快的功耗，它的特點(diǎn)在于，將輸入邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換成同相低阻輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以驅(qū)動(dòng)同一橋臂的兩路輸出，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，工作電壓比較高，可以達(dá)到 600V，其內(nèi)設(shè)欠壓封鎖，成本低、易于調(diào)試。 C （ 2）芯片 4040 引出端功能符號(hào)： CP: 時(shí)鐘輸入端 CR：清除端 Q0— Q11：計(jì)數(shù)脈沖輸出端 VDD: 正電源 VSS: 地端 （ 3）芯片 4040 功能表： 輸入 輸出 CP CR ↑ ↓ * L L H 保持 計(jì)數(shù) 所有輸出端均為 L 表 4040功能表 （ 4）芯片 4040 的引腳圖： 圖 4040的引腳圖 功率放大驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 該驅(qū)動(dòng)電路采用了 IR2110 集成芯片，該集成電路具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和保護(hù)功能。 10mA 貯存溫度范圍： 65176。 芯片 4040 提供了 16 引線多層陶瓷雙列直插、熔封陶瓷雙列直插、塑料雙列直插以及陶瓷片狀載體等 4種封裝形式。 （ 2）芯片 4585 的功能表： 輸入 輸出 比較 級(jí)取 A B3 A B2 A B1 A0、 B0 AB A=B AB AB A=B AB A3B3 * * * * * 1 0 0 1 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 19 A3=B3 A2B2 * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 0 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 1 0 0 1 0 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 1 0 0 1 0 0 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * * 1 0 0 A3=B3 A2B2 * * * * * 1 0 0 A3B3 * * * * * * 1 0 0 表 芯片 4585的功能表 （ 3）芯片 4585 的引腳圖： 圖 4585的引腳圖 2．芯片 4040 芯片 4040 是一個(gè) 12 位的二進(jìn)制串行計(jì) 數(shù)器，所有計(jì)數(shù)器位為主從觸發(fā)器，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于單片機(jī)上電復(fù)位時(shí) P1 端口輸出全為“ 1”，使用數(shù)值比較器 4585的 B 組與 P1 端口相連，升速時(shí) P0 端口輸出 X按一定規(guī)律減少，而降速時(shí)按一定規(guī)律增大。隨著計(jì)數(shù)值的增加， Q2— Q9 由全“ 1”變?yōu)槿?0”時(shí)，圖中 U2 的（ AB）輸出端又變?yōu)榈碗娖剑@樣就在 U2 的（ AB）端得到了 PWM 的信號(hào)，它的占空比為（ 255 X / 255） *100%，那么只要改變 X 的數(shù)值，就可以相應(yīng)的改變 PWM 信號(hào)的占空比，從而進(jìn)行直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。 12 位串行計(jì)數(shù)器 4040 的計(jì)數(shù)輸入端 CLK 接到單片機(jī) C51 晶振的振蕩輸出XTAL2。 兩片數(shù)值比較器 4585，即圖上 U U3 的 A 組接 12 位串行 4040 計(jì)數(shù)輸出端Q2— Q9，而 U U3 的 B組接到單片機(jī)的 P1端口。當(dāng) PWM 波的頻率太高時(shí)，它對(duì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率管要求太高， 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 18 而當(dāng)它的頻率太低時(shí)，其產(chǎn)生的電磁噪聲就比較大，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng) PWM 波的頻率在 18KHz 左右時(shí)，效果最好。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，平均速度 Vd 與占空比 D 并非嚴(yán)格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線性關(guān)系。 如下圖所示： 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 17 圖 時(shí)序圖 設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為 Vmax，設(shè)占空 比為 D= t1 / T，則電機(jī)的平均速度為 Va = Vmax * D，其中 Va指的是電機(jī)的平均速度； Vmax 是指電機(jī)在全通電時(shí)的最大速度； D = t1 / T 是指占空比。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 PWM 可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。石英晶振起振后，應(yīng)能在XTAL2 線上輸出一個(gè) 3V 左右的正弦波，以便于 8051 片內(nèi)的 OSC 電路按石英晶振相同頻率自激振蕩，電容 C C2 可以幫助起振，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào) fOSC的目的。 RST/VPD：復(fù)位備用電源線，可以使 8051 處于復(fù)位工作狀態(tài)。 ________PSEN ：片外 ROM 選通線，在執(zhí)行訪問(wèn)片外 ROM 的指令 MOVC 時(shí)， 8051 自動(dòng)在 ________PSEN 線上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，用于片外 ROM 芯片的選通。 __EA / VPP：允許訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器 /編程電源線，可以控制 8051 使用片內(nèi) ROM還是片外 ROM。在不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， 8051 自動(dòng)在ALE/_________PROG 線上輸出頻率為 1/6 fOSC的脈沖序列。它的第二功能作為控制用，每個(gè)引腳不盡相同，如下表所示： P3 口的位 第二功能 注釋 RXD 串行數(shù)據(jù)接收口 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送口 ______0INT 外中斷 0輸入 ______1INT 外中斷 1輸入 T0 計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 T1 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 ____WR 外部 RAM 寫(xiě)選通信號(hào) ____RD 外部 RAM 讀選通信號(hào) 表 P3口功能表 VCC為 +5V 電源線， VSS為接地線。它的第二功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但是并不能像 P0 口那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。第二種情況是 8051 帶片外存儲(chǔ)器， 在 CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)先是用于傳送片外存儲(chǔ)器的低 8位地址，然后傳送 CPU 對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。以下是其引腳圖： 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 12 圖 74LS37引腳圖 27128 (1)芯片引腳 圖 27128引腳圖 （ 2）功能表 引腳 工作方式 __CE （片選） __OE （允許輸出） VPP _______PGM （編程控制） 輸出 讀 L L VCC H 數(shù)據(jù)輸出 維持 H * VCC * 高阻 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng) 13 編程 L H VPP L