[牛人杂谈]

失之毫厘,差之千里!利用PWM做分毫不差的精确控制

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dongnanxibei|  楼主 | 2018-7-24 11:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
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马达控制的需求日渐提升,市场上常见的产品如节能风扇、代步平衡车、3D印表机等等,包括近期为了环保议题全面推广的电动车,都使用了大量的马达控制机能,如何做到高效能及高精度的马达控制成为各厂商的重要技术议题,其中最重要是如何精确控制马达的脉波宽度调变 (Pulse Width Modulation, PWM) 信号,高解析度的 PWM 控制信号可以精准地提供马达所需的驱动电源,并达成高效能的马达控制。
PWM [color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]Pulse Width Modulation [color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]的缩写,主要用来产生和提供方波输出,使用者可透过程式设定输出波形的频率和占空比 (Duty Cycle)。
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)] 553675b56a165018f1.png
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]
计算公式如下:
PWM 的频率
  = PWM时钟源频率 / (CNR+1)
占空比
  = (CMR+1) / (CNR+1)
注:CNR (Counter Register):16位的计数器暂存器;CMR (Compare Register):16位的比较器暂存器)。
例如:设定 CNR=65535,CMR=65500,可得到 PWM 占空比为:
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下图为三相交流马达的示意图,藉由 6 通道 PWM 送出的 6 个闸极控制讯号,将直流电压切割成三相脉波宽度调变的电压,进行三相电压的控制。
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dongnanxibei|  楼主 | 2018-7-24 11:52 | 显示全部楼层
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]控制上需具有 Dead Zone 控制机能,用来做 MOSFET 的保护,特别用在马达的驱动系统,避免上下臂的 MOSFET 同时导通的问题。
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)] 355525b56a1b4ebdd2.png
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)] 494845b56a1c0a00b7.png
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]新唐科技的 M480系列 可输出高达 192 MHz的 PWM 控制信号,能够最即时地反应动态回授信号,并提供多组 PWM 产生器,包含 2 组 BPWM,各支持 6 通道 PWM 输出,及 12 组EPWM,各支持 1 通道 PWM 输出。PWM时钟源输入给 16 位计数器,并带有可程式设定的 16 位比较器,达成 16 位精度的 PWM 控制,且具有 Dead Zone 控制机能;PWM 中断支持触发 ADC/DAC 转换信号,在三相无刷马达、LED 电源等应用可以提供高解析度及高精度的驱动控制
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)] 306245b56a1e27df70.png
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]NuMaker PFM-M487 全功能开发板采用 M487 高效能单片机,整合 10/100 Mbps 以太网接口、USB 2.0 全速和高速介面、SD Card 接口、2 MB SPI Flash和 24 位 Audio CODEC,可搭配 Arduino 模组进行开发,并提供集成介面驱动的 FreeRTOSArm® Mbed™ OS 等即时操作系统之参考软件,包含丰富完整的函式库与范例程序,同时提供专用专为嵌入式系统打造的 GUI 软件程式库 emWin 和相关开发工具,让产品开发人员可以快速且容易的开发出流畅、有质感的使用者人机显示介面;非常适合用于物联网设备,并可协助使用者快速进行开发验证。
[color=rgba(65, 63, 63, 0.91)][backcolor=rgba(188, 192, 198, 0.17)]

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dongnanxibei|  楼主 | 2018-7-24 12:32 | 显示全部楼层
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小灵通2018| | 2018-7-24 17:16 | 显示全部楼层
MARK,我知道怎么控制硬盘的这种电机了。

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小灵通2018| | 2018-7-24 17:33 | 显示全部楼层
有这种三极管的集成模块吗,自己焊接太麻烦。

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幸福小强| | 2018-7-24 18:56 | 显示全部楼层
这个我只会用,怎么回事不是太清楚,谢谢这个**。

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小明的同学| | 2018-7-24 23:06 | 显示全部楼层
这个老师讲的可以

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zhuomuniao110| | 2018-7-25 10:57 | 显示全部楼层
板子不错,什么时候送一波

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稳稳の幸福| | 2018-7-25 18:46 | 显示全部楼层
有没有方法输出指定数量周期的PWM

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mintspring| | 2018-7-25 20:09 | 显示全部楼层
这个也就几个寄存器配置。

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静听风易| | 2018-7-26 22:37 | 显示全部楼层
不错,不错学习了,有提供全部的代码吗?

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萧洛毫| | 2018-7-27 10:57 | 显示全部楼层
zhuomuniao110 发表于 2018-7-25 10:57
板子不错,什么时候送一波

新唐已经好久没有送过板子了,怀念那会天天送板子的年代。

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biaofu2008| | 2018-10-23 19:30 | 显示全部楼层
萧洛毫 发表于 2018-7-27 10:57
新唐已经好久没有送过板子了,怀念那会天天送板子的年代。

什么时候天天送板子,我咋不知道。

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xuanhuanzi| | 2018-10-23 21:26 | 显示全部楼层
对啊有一些细节很重要。

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xuanhuanzi| | 2018-10-23 21:26 | 显示全部楼层
萧洛毫 发表于 2018-7-27 10:57
新唐已经好久没有送过板子了,怀念那会天天送板子的年代。

看来是论坛的老前辈啊

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xuanhuanzi| | 2018-10-23 21:26 | 显示全部楼层
biaofu2008 发表于 2018-10-23 19:30
什么时候天天送板子,我咋不知道。

三年前。经常送。

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