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PWM 基本原理及其实现方法
PWM 基本原理
PWM 是通过控制固定电压的直流电源开 关频率，从而改变负载两端的电压，进 而达到控制要求的一种电压调整方法。 PWM 可以应用在许多方面，如电机调速、 温度控制、压力控制等。
PWM 基本原理
在 PWM 驱动控制的调整系统中，按一 个固定的频率来接通和断开电源，并根 据需要改变一个周期内“接通”和“断 开”时间的长短。通过改变直流电机电 枢上电压的“占空比”来改变平均电压 的大小，从而控制电动机的转速。因此， PWM 又被称为“开关驱动装置”。
PORTB |= _BV(PB1)
//电机2正转
PORTB &= ~_BV(PB1)
//电机2反转
OCR2 = 0
//电机2停转
PORTB |= _BV(PB2),PORTB |= _BV(PB5)//电机3正
M3_L PORTB &= ~_BV(PB2),PORTB |= _BV(PB5) //电机
PWM实现方法
PWM 信号的产生通常有两种方法：一种 是软件的方法；另一种是硬件的方法。 利用单片机对 PwM 信号的软件实现方法
通过控制单片机定时器初值 T0 和 T1， 从而可以实现从单片机的任意输出口输 出不同占空比的脉冲波形。
PWM实现方法
在对直流电动机电枢电压的控制和驱动 中．目 前广泛应用的是通过改变电机电 枢电压接通时间与通电周期的比值 f 占 空比)来控制电机的转速。这种方法称为 脉冲宽度调制，即 PWM 控制。
转 #define
3反转 #define
转 #define
转 #defwenku.baidu.comne
4反转 #define
M1_R M1_L M1_T M2_R M2_L M2_T M3_R
PORTB |= _BV(PB0)
//电机1正转
PORTB &= ~_BV(PB0)
//电机1反转
OCR0 = 0
//电机1停转
PWM实现程序
初始化
PORTB = 0;
DDRB = 0xff; //设置PB
//初始化T/C0，快速PWM,比较匹配发生时OC0 清零，计数到TOP 时OC0 置 位,clkT0S/8 ( 来自预分频器)
TCCR0 = _BV(WGM01)|_BV(WGM00)|_BV(COM01)|_BV(CS01); 7KHZ
PWM实现方法
电动机电枢得到的电压波形如图所示
PWM实现方法
电压平均值描述为
PWM实现方法
由式可知。当电源电压不变的情况下， 电枢端电压Uav取决于占空比的大小．改 变n就可以改变端电压的平均值．从而达 到调速的目的。
PWM实现程序
#define #define #define #define #define #define #define
M3_T OCR1A = 0//PORTB &= ~_BV(PB5) //电机3停
M4_R PORTB |= _BV(PB3),PORTB |= _BV(PB6)//电机4正
M4_L PORTB &= ~_BV(PB3),PORTB |= _BV(PB6)//电机
M4_T OCR1B = 0 //PORTB &= ~_BV(PB6)//电机4停转
电枢电压“占空比”与平均电 压关系图
电枢电压“占空比”与平均电 压关系
Vd = Vmax*D 式中，Vd——电机的平均速度； Vmax——电机全通电时的速度(最大)； D = t1/T 当我们改变占空比 D = t1/T 时，就可以得到
不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。 严格地讲，平均速度 n 与占空比 D 并不是严 格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近 似地看成线性关系。
M2_L;
}
else
{
OCR2 = 70 + (uint8)(((uint16)(*(point+1) - 0x80) * 145)/100);
M2_R;
}
PWM实现程序
if(0x80 == *(point+2)) M3_T; //MOTO3停止
else if(*(point+2) < 0x80)
ICR1=0x00FF;
PWM实现程序
直流电机控制函数 void dc_moto_control(uint8 *point)
包含：
if(0x80 == *point)
M1_T; //MOTO1停止
else if(*point < 0x80)
{
OCR0 = 70 + (uint8)(((uint16)(0x7f - *point) * 145)/100);
M1_L;
}
else
{
OCR0 = 70 + (uint8)(((uint16)(*point - 0x80) * 145)/100);
M1_R;
}
PWM实现程序
if(0x80 == *(point+1)) M2_T; //MOTO2停止
else if(*(point+1) < 0x80)
{
OCR2 = 70 + (uint8)(((uint16)(0x7f - *(point+1)) * 145)/100);
{
OCR1A = 70 + (((uint16)(0x7f - *(point+2)) * 145)/100);
M3_L;
}
else
{
OCR1A = 70 + (((uint16)(*(point+2) - 0x80) * 145)/100);
//快速PWM
//初始化T/C1，快速PWM,比较匹配发生时OC1A， OC1B清零，计数到TOP 时 OC1A， OC1B置位,clkT0S/8 ( 来自预分频器),TOP为ICR1
TCCR1A=_BV(COM1A1)|_BV(COM1B1)|_BV(WGM11);
TCCR1B=_BV(WGM13)|_BV(WGM12)|_BV(CS11);
//快速PWM
//TCCR0 = _BV(WGM00)|_BV(COM01)|_BV(CS00);//相位修正PWM 28KHZ
//初始化T/C2，快速PWMPWM模式,8分频,PWM频率7KHZ，
//在升序计数时发生比较匹配将清零OC2 ；降序计数时发生比较匹配将置位OC2
TCCR2 = _BV(WGM21)|_BV(WGM20)|_BV(COM21)|_BV(CS21); 7KHZ
PWM 基本原理
PWM 是通过控制固定电压的直流电源开 关频率，从而改变负载两端的电压，进 而达到控制要求的一种电压调整方法。 PWM 可以应用在许多方面，如电机调速、 温度控制、压力控制等。
PWM 基本原理
在 PWM 驱动控制的调整系统中，按一 个固定的频率来接通和断开电源，并根 据需要改变一个周期内“接通”和“断 开”时间的长短。通过改变直流电机电 枢上电压的“占空比”来改变平均电压 的大小，从而控制电动机的转速。因此， PWM 又被称为“开关驱动装置”。
PORTB |= _BV(PB1)
//电机2正转
PORTB &= ~_BV(PB1)
//电机2反转
OCR2 = 0
//电机2停转
PORTB |= _BV(PB2),PORTB |= _BV(PB5)//电机3正
M3_L PORTB &= ~_BV(PB2),PORTB |= _BV(PB5) //电机
PWM实现方法
PWM 信号的产生通常有两种方法：一种 是软件的方法；另一种是硬件的方法。 利用单片机对 PwM 信号的软件实现方法
通过控制单片机定时器初值 T0 和 T1， 从而可以实现从单片机的任意输出口输 出不同占空比的脉冲波形。
PWM实现方法
在对直流电动机电枢电压的控制和驱动 中．目 前广泛应用的是通过改变电机电 枢电压接通时间与通电周期的比值 f 占 空比)来控制电机的转速。这种方法称为 脉冲宽度调制，即 PWM 控制。
转 #define
3反转 #define
转 #define
转 #defwenku.baidu.comne
4反转 #define
M1_R M1_L M1_T M2_R M2_L M2_T M3_R
PORTB |= _BV(PB0)
//电机1正转
PORTB &= ~_BV(PB0)
//电机1反转
OCR0 = 0
//电机1停转
PWM实现程序
初始化
PORTB = 0;
DDRB = 0xff; //设置PB
//初始化T/C0，快速PWM,比较匹配发生时OC0 清零，计数到TOP 时OC0 置 位,clkT0S/8 ( 来自预分频器)
TCCR0 = _BV(WGM01)|_BV(WGM00)|_BV(COM01)|_BV(CS01); 7KHZ
PWM实现方法
电动机电枢得到的电压波形如图所示
PWM实现方法
电压平均值描述为
PWM实现方法
由式可知。当电源电压不变的情况下， 电枢端电压Uav取决于占空比的大小．改 变n就可以改变端电压的平均值．从而达 到调速的目的。
PWM实现程序
#define #define #define #define #define #define #define
M3_T OCR1A = 0//PORTB &= ~_BV(PB5) //电机3停
M4_R PORTB |= _BV(PB3),PORTB |= _BV(PB6)//电机4正
M4_L PORTB &= ~_BV(PB3),PORTB |= _BV(PB6)//电机
M4_T OCR1B = 0 //PORTB &= ~_BV(PB6)//电机4停转
电枢电压“占空比”与平均电 压关系图
电枢电压“占空比”与平均电 压关系
Vd = Vmax*D 式中，Vd——电机的平均速度； Vmax——电机全通电时的速度(最大)； D = t1/T 当我们改变占空比 D = t1/T 时，就可以得到
不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。 严格地讲，平均速度 n 与占空比 D 并不是严 格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近 似地看成线性关系。
M2_L;
}
else
{
OCR2 = 70 + (uint8)(((uint16)(*(point+1) - 0x80) * 145)/100);
M2_R;
}
PWM实现程序
if(0x80 == *(point+2)) M3_T; //MOTO3停止
else if(*(point+2) < 0x80)
ICR1=0x00FF;
PWM实现程序
直流电机控制函数 void dc_moto_control(uint8 *point)
包含：
if(0x80 == *point)
M1_T; //MOTO1停止
else if(*point < 0x80)
{
OCR0 = 70 + (uint8)(((uint16)(0x7f - *point) * 145)/100);
M1_L;
}
else
{
OCR0 = 70 + (uint8)(((uint16)(*point - 0x80) * 145)/100);
M1_R;
}
PWM实现程序
if(0x80 == *(point+1)) M2_T; //MOTO2停止
else if(*(point+1) < 0x80)
{
OCR2 = 70 + (uint8)(((uint16)(0x7f - *(point+1)) * 145)/100);
{
OCR1A = 70 + (((uint16)(0x7f - *(point+2)) * 145)/100);
M3_L;
}
else
{
OCR1A = 70 + (((uint16)(*(point+2) - 0x80) * 145)/100);
//快速PWM
//初始化T/C1，快速PWM,比较匹配发生时OC1A， OC1B清零，计数到TOP 时 OC1A， OC1B置位,clkT0S/8 ( 来自预分频器),TOP为ICR1
TCCR1A=_BV(COM1A1)|_BV(COM1B1)|_BV(WGM11);
TCCR1B=_BV(WGM13)|_BV(WGM12)|_BV(CS11);
//快速PWM
//TCCR0 = _BV(WGM00)|_BV(COM01)|_BV(CS00);//相位修正PWM 28KHZ
//初始化T/C2，快速PWMPWM模式,8分频,PWM频率7KHZ，
//在升序计数时发生比较匹配将清零OC2 ；降序计数时发生比较匹配将置位OC2
TCCR2 = _BV(WGM21)|_BV(WGM20)|_BV(COM21)|_BV(CS21); 7KHZ