它解釋了如何在 PIC16F684 上使用增強(qiáng)型、捕捉、比較和 PWM (ECCP)。低成本BDC電機(jī)控制可用于智能玩具、小家電和電動(dòng)工具等應(yīng)用。PIC16F684 憑借其新的 ECCP 外設(shè)將 Microchip 的中檔產(chǎn)品系列提升到了一個(gè)新的水平。ECCP 外設(shè)以 CCP 模塊技術(shù)為基礎(chǔ)，并添加了四個(gè) PWM 通道等功能，可通過(guò)硬件輕松實(shí)現(xiàn)雙向電機(jī)控制。本應(yīng)用筆記重點(diǎn)介紹在 PWM 模式下使用 ECCP 的全橋配置。ECCP 可以輕松連接到全橋配置，以實(shí)現(xiàn)雙向 BDC 電機(jī)控制。
　　本應(yīng)用筆記描述了以下內(nèi)容：
　　計(jì)算 ECCP PWM 參數(shù)
　　在全橋 PWM 模式下初始化 ECCP
　　雙向 BDC 電機(jī)控制
　　無(wú)傳感器電機(jī)控制反饋
　　應(yīng)用示例
　　計(jì)算 ECCP PWM 參數(shù)
　　在 PWM 模式下使用 ECCP 時(shí)，需要計(jì)算 PWM 頻率、占空比和分辨率。
　　頻率
　　為電機(jī)控制應(yīng)用選擇 PWM 頻率會(huì)影響電機(jī)的聲音和功率晶體管的開(kāi)關(guān)速度。人耳可以檢測(cè)到 20 Hz 至 20 kHz 的頻率。在本應(yīng)用筆記中，用于電機(jī)控制的 PWM 工作頻率為 4 kHz。這比 1kHz 等更低的 PWM 頻率產(chǎn)生的噪聲更低。如果應(yīng)用帶寬可以支持更高的頻率（特別是高于人類典型聽(tīng)力范圍的頻率），電機(jī)將產(chǎn)生更少的可聽(tīng)噪聲。如果聽(tīng)到太多可聞噪聲，則應(yīng)增加 PWM 頻率。
　　PWM 周期和頻率可使用公式 A-1 和 A-2 計(jì)算。
　　占空比
　　改變 PWM 占空比將改變電機(jī)的平均電壓，從而改變電機(jī)的速度。PWM 占空比使用公式 A-3 計(jì)算。BDC 電機(jī)的平均電壓使用公式 A-4 計(jì)算。
　　解決
　　PWM 占空比分辨率決定了可以更改占空比的精度。例如，10 位分辨率允許占空比有 1024 個(gè)可能的值，而 8 位分辨率僅允許 256 個(gè)值。PWM 頻率、PIC16F684 振蕩器頻率和 Timer2 預(yù)分頻器都會(huì)影響分辨率值。最大分辨率為十位。PWM 占空比分辨率使用公式 A-5 計(jì)算。
　　在全橋 PWM 模式下初始化 ECCP
　　全橋 PWM 模式下初始化 ECCP 時(shí)，需要初始化 4 個(gè)寄存器：
　　PR2
　　PR2 寄存器影響 PWM 頻率/周期。PR2 寄存器使用的值使用公式 A-6 計(jì)算。
　　CCPR1L:CCP1CON<5:4>
　　PWM 占空比具有十位的完整分辨率。由于 PIC16F684 上的所有寄存器都是 8 位寬，因此這 10 位分布在兩個(gè)寄存器中。CCPR1L 包含高八位，CCP1CON<5:4> 包含低兩位。CCPR1L:CCP1CON<5:4> 的 10 位值使用公式 A-7 計(jì)算。
　　CCP1CON
　　除了存儲(chǔ) 10 位 PWM 占空比的低兩位外，CCP1CON 還用于通過(guò)位 CCP1CON<3:0> 將 ECCP 設(shè)置為 PWM 模式。它還可以使用位 CCP1CON<7:6> 更改電機(jī)方向。在 PWM 模式下設(shè)置 ECCP 時(shí)，有四種可能的配置。這些配置可容納具有高電平有效、低電平有效或高電平有效和低電平有效組合的 MOSFET 的 H 橋。通過(guò)將 CCP1CON<7:6> 位配置為“01”（表示正轉(zhuǎn)）或“11”（表示反轉(zhuǎn)），可以在硬件中更改電機(jī)方向。PIC16F684 ECCP 硬件切換通道以激活和調(diào)制 H 橋中適當(dāng)?shù)?MOSFET 驅(qū)動(dòng)器。
　　T2CON
　　T2CON 寄存器用于設(shè)置 Timer2 預(yù)分頻器和打開(kāi) Timer2。Timer2 預(yù)分頻器包含在位 T2CON<1:0> 中，用于確定 PWM 頻率、占空比和分辨率。在 PWM 信號(hào)啟動(dòng)之前，必須通過(guò)將 T2CON<2> 位置 1 來(lái)打開(kāi) Timer2。圖 B-1 顯示了計(jì)算 PWM 頻率的 Timer2 預(yù)分頻器和 PR2 值的算法。
　　雙向 BDC 電機(jī)控制
　　ECCP 通過(guò)將 CCP1CON<7:6> 配置為“01”表示正向（圖 1）或“11”表示反向（圖 2），可以輕松更改電機(jī)方向。
　　圖 1 全橋正向電流流程圖
　　　　圖 2 全橋反向電流流程圖
　　低成本無(wú)傳感器電機(jī)控制反饋
　　無(wú)傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量
　　通過(guò)測(cè)量電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)電壓，可以使用 BDC 電機(jī)執(zhí)行低成本 RPM 測(cè)量。BDC RPM 與反電動(dòng)勢(shì)電壓成正比。由于 BDC 電機(jī)可以建模為感性負(fù)載，因此電機(jī)兩端的電壓等于電感乘以 dI/dt。在此應(yīng)用中，使用了 12V、最大轉(zhuǎn)速 9600 RPM BDC 電機(jī)。要測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)電壓，請(qǐng)關(guān)閉調(diào)制 FET。這將導(dǎo)致電流沿相反方向流動(dòng)。最初關(guān)閉 FET 后，dI/dt 必須穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量。為了使用 PIC? 單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器，測(cè)量的電壓必須在 0V 和 VDD 之間。由于反電動(dòng)勢(shì)電壓可以在 0V-12V 之間，因此使用分壓器電路將反電動(dòng)勢(shì)電壓調(diào)整在 0V 和 VDD 之間。