计算机控制技术 第八讲 PCA-PWM模块原理及应用.ppt

第八讲MCU的PCA PWM模块 主要内容 1 MCU的PCA PWM模块结构PWM模块工作原理 PCA模块工作原理 相关控制寄存器 5 基于PWM模块的电机速度控制 6 基于PCA的速度测量 8 1PCA PWM模块结构 STC12C5410AD PDF 第八章P74 P99 模块1 模块2 模块3 模块4 P3 7 CEX0 PCA0 PWM0 P3 5 CEX1 PCA1 PWM1 P2 0 CEX2 PCA2 PWM2 P2 4 CEX3 PCA3 PWM3 PCATimer 16位时基发生器 8 1 1时基计数器结构 CL CH 到PCA模块 PCA中断 FOSC 12 FOSC 2 Timer0Overflow ExternalInterrupt CIDL CPS1 CPS0 ECF CF CR CCF3 CCF2 CCF1 CCF0 IDEL 8 1 2PWM模块结构 EPCnH CCAPnH EPCnL CCAPnL 9位比较器 0 CL CL溢出 ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 0 1 EPCnL CCAPnL 0 CL EPCnL CCAPnL 0 CL PWMn CCAPMnN 0 1 2 3 8 1 3PCA模块结构 CL CH CCAPnL CCAPnH CF CR CCF3 CCF2 CCF1 CCF0 ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn CEXn CCAPMnn 0 1 2 3 CCON 相关寄存器 CF CR CCF3 CCF2 CCF1 CCF0 1 PCA控制寄存器CCON 0 xD8 2 时钟模式寄存器CMOD 0 xD9 CIDL CPS1 CPS0 ECF 3 工作模式寄存器CCAPMn 0 xDA 0 xDD ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 4 捕获寄存器CCAPnL 0 xEA 0 xED CCAPnH 0 xFA 0 xFD 5 PWM寄存器PCA PWMn 0 xF2 0 xF5 8 2基于PWM模块的转速控制 1 熟悉PWM模块工作原理 2 选择片内模块 P3 5 PWM1 3 PWM频率计算 选定时钟源4 寄存器初始化 5 根据转速计算占空比 确定CCAPnH的值 设计流程 1 PWM输出频率计算 CL溢出频率Fpwm PCA时钟源 256 24000000 12 256 7182 5Hz2 寄存器设置CMOD 0 x01 PCA计数源为fosc 12 开溢出中断CL 0 x00 CH 0 x00 清计数器CCAP1L 0 x00 CCAP1H 0 x00 比较缓冲寄存器清零CCAPM1 0 x42 设置PCA1为PWM模式 8 2 1转速控制 1 占空比由CCAP1H决定 2 改变CCAP1H的值 就改变占空比计算误差 error 给定速度 测量速度 计算占空比 CCAP1H CCAP1H f error f error 控制算法 8 3转速测量 光电传感器 发光管发射一束红外光照射到与轴同步的旋转体上 利用反射或透射光在光电接收管上产生脉冲 其个数与转速成正比 霍尔传感器 在旋转体上按装磁钢 在旁边安装霍尔元件 利用霍尔元件在磁场中导电率变化产生脉冲 测速发电机 模拟电压与转速成正比 8 3 1红外光测转速原理和实现 红外线光电遮断式测速方案 它主要由遮光盘和槽型光电传感器组成 在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光的孔或槽 槽形光电传感器固定在遮光盘工作的位置上 遮光盘转动一周 光敏元件感光次数与盘的开孔数目相等 因此产生相同数目的脉冲信号 遮断式光电测量方案如图所示 遮断式光电测量方案 遮断式光电测量方案 采用光电转速传感器得到的电脉冲信号 经过放大整形后 获得相同频率的方波信号 通过测量方波的频率或周期 测得转速的大小 测量电路的框图如图 脉冲宽度测量原理 脉冲宽度T 输入脉冲 内部模块计数器计数值 中断 中断 中断 中断 中断 T1 T2 0 65535 中断 中断 计算公式 计数频率是Fosc 每转m个脉冲 第一次上跳捕获计数值是T1 第二次上跳捕获计数值是T2 转速计算公式 n 60 Fosc T2 T1 m 转 分钟 8 3 2基于PCA模块测量转速 1 熟悉PCL模块工作原理 2 用哪一模块 P3 7 PCA0 3 速度计算 4 寄存器初始化 5 捕获中断 设计流程 寄存器设置CMOD 0 x01 PCA计数源为fosc 12 开溢出中断CL 0 x00 CH 0 x00 清计数器CCON 0 x40 PCA0为捕获模式CCAPM0 0 x21 上升缘中断EPCA LVD 1 开PCA中断 PCA中断 voidPCA Int void interrupt6 uintdatac if CCF0 1 Plus width CL 256 CH 读本次计数值c Plus width Plus width Last time 计算与上次计数值之差Last time c 用本次计数值覆盖上次计数值CCF0 0 清中断标志 1