它解釋了如何在 PIC16F684 上使用增強型、捕捉、比較和 PWM (ECCP)。低成本BDC電機控制可用于智能玩具、小家電和電動工具等應(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 PWM 通道等功能，可通過硬件輕松實現(xiàn)雙向電機控制。本應(yīng)用筆記重點介紹在 PWM 模式下使用 ECCP 的全橋配置。ECCP 可以輕松連接到全橋配置，以實現(xiàn)雙向 BDC 電機控制。
　　本應(yīng)用筆記描述了以下內(nèi)容：
　　計算 ECCP PWM 參數(shù)
　　在全橋 PWM 模式下初始化 ECCP
　　雙向 BDC 電機控制
　　無傳感器電機控制反饋
　　應(yīng)用示例
　　計算 ECCP PWM 參數(shù)
　　在 PWM 模式下使用 ECCP 時，需要計算 PWM 頻率、占空比和分辨率。
　　頻率
　　為電機控制應(yīng)用選擇 PWM 頻率會影響電機的聲音和功率晶體管的開關(guān)速度。人耳可以檢測到 20 Hz 至 20 kHz 的頻率。在本應(yīng)用筆記中，用于電機控制的 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力范圍的頻率），電機將產(chǎn)生更少的可聽噪聲。如果聽到太多可聞噪聲，則應(yīng)增加 PWM 頻率。
　　PWM 周期和頻率可使用公式 A-1 和 A-2 計算。
　　占空比
　　改變 PWM 占空比將改變電機的平均電壓，從而改變電機的速度。PWM 占空比使用公式 A-3 計算。BDC 電機的平均電壓使用公式 A-4 計算。
　　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 個可能的值，而 8 位分辨率僅允許 256 個值。PWM 頻率、PIC16F684 振蕩器頻率和 Timer2 預(yù)分頻器都會影響分辨率值。最大分辨率為十位。PWM 占空比分辨率使用公式 A-5 計算。
　　在全橋 PWM 模式下初始化 ECCP
　　全橋 PWM 模式下初始化 ECCP 時，需要初始化 4 個寄存器：
　　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 計算。
　　CCP1CON
　　除了存儲 10 位 PWM 占空比的低兩位外，CCP1CON 還用于通過位 CCP1CON<3:0> 將 ECCP 設(shè)置為 PWM 模式。它還可以使用位 CCP1CON<7:6> 更改電機方向。在 PWM 模式下設(shè)置 ECCP 時，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)動器。
　　T2CON
　　T2CON 寄存器用于設(shè)置 Timer2 預(yù)分頻器和打開 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 信號啟動之前，必須通過將 T2CON<2> 位置 1 來打開 Timer2。圖 B-1 顯示了計算 PWM 頻率的 Timer2 預(yù)分頻器和 PR2 值的算法。
　　雙向 BDC 電機控制
　　ECCP 通過將 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
　　低成本無傳感器電機控制反饋
　　無傳感器轉(zhuǎn)速測量
　　通過測量電機的反電動勢電壓，可以使用 BDC 電機執(zhí)行低成本 RPM 測量。BDC RPM 與反電動勢電壓成正比。由于 BDC 電機可以建模為感性負(fù)載，因此電機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。要測量反電動勢電壓，請關(guān)閉調(diào)制 FET。這將導(dǎo)致電流沿相反方向流動。最初關(guān)閉 FET 后，dI/dt 必須穩(wěn)定后再進(jìn)行測量。為了使用 PIC? 單片機 A/D 轉(zhuǎn)換器，測量的電壓必須在 0V 和 VDD 之間。由于反電動勢電壓可以在 0V-12V 之間，因此使用分壓器電路將反電動勢電壓調(diào)整在 0V 和 VDD 之間。