基于Intel8253與L298N的電機PWM調(diào)速方法

　　1、引言

　　脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation—PWM）是指將輸出信號的基本周期固定，通過調(diào)整基本周期內(nèi)工作周期的大小來控制輸出功率。原理就是開關(guān)管在一個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間為t，周期為T，則電機兩端的平均電壓U=Vcct/T=αVcc。其中，α=t/T（占空比），Vcc是電源電壓。

　　PWM常取代數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）用于功率輸出控制，其中，直流電機與交流電機的速度控制是最常見的應(yīng)用。通常PWM配合橋式驅(qū)動電路實現(xiàn)直流電機調(diào)速，非常簡單，且調(diào)速范圍大。

　　2、Intel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作模式

　　2.1、Intel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　Intel8253是微型計算機外圍接口電路，內(nèi)部包含3個彼此獨立的16位減法計數(shù)器。每個計數(shù)器都可由軟件確定為16位二進制減法計數(shù)器或者十進制4位BCD減法計數(shù)器。每個計數(shù)器都有6種不同的工作模式，也由軟件確定。每個計數(shù)器都有一個時鐘輸入端（CLK）、一個門控信號輸入端（GATE）和輸出端（OUT）。讀寫由A1、A0、RD、WR和CS等引腳加以控制，主要用以控制Intel8253的數(shù)據(jù)與命令的寫入、讀取與禁止。Intel8253的引腳排列如圖1中的U3所示。

　　圖1采用Intel8253與L298N的PWM調(diào)速電路

　　2.2、與PWM有關(guān)的工作模式

　　與PWM有關(guān)的工作模式是模式1和模式2。

　　（1）模式1

　　當(dāng)某計數(shù)器設(shè)置在模式1以后，微型計算機可以通過二條輸出指令將16位數(shù)據(jù)M送入該計數(shù)器。這時該計數(shù)器的輸出端并無任何響應(yīng)。一旦該計數(shù)器的門控輸入端脈沖上升沿到時，它的輸出端立刻輸出一個寬度為Mτ的負向脈沖，如圖2所示。

　　（2）模式2

　　當(dāng)某計數(shù)器設(shè)置在模式2以后，微型計算機可以通過二條輸出指令將16位數(shù)據(jù)N送入該計數(shù)器。輸出指令結(jié)束后，該計數(shù)器立即輸出周期為Nτ的連續(xù)方波，如圖3所示。

　　如果將8253的計數(shù)器0和計數(shù)器1分別設(shè)置在模式2和模式1，并按圖4所示連接，就可以得到一個十分簡單的脈寬調(diào)制發(fā)生器。工作開始前，先將常數(shù)N送入計數(shù)器0，再將常數(shù)M送入計數(shù)器1中（M《N），于是計數(shù)器0將輸出周期為Nτ的連續(xù)方波。計數(shù)器1的門控輸入端每隔Nτ時間接到一次正跳變信號。因此，每隔Nτ時間計數(shù)器1將輸出一個寬度為Mτ的負向脈沖。因此，通過改變M與N可以得到一個占空比可調(diào)的PWM波。