成本经济的低噪声有刷直流电机控制解决方案(06-100)

　　应用实例：单片机/电机控制实例

　　单片机设计中带有内建的外设，因此只需要最少量的外部元器件就可以容易地实现BDC电机的速度和方向控制。PIC16F684是一款14引脚单片机，对于低成本双向BDC电机控制非常理想。之所以选择PIC16F684 做为例子，是因为这款单片机带有内建的外设，只需要最少量的外部元器件就可以容易地实现BDC电机的速度和方向控制。这款单片机的两大特点对于BDC电机控制非常有用。首先，片上内建有增强捕获/比较/PWM(ECCP)模块，当配置为全桥模式时，可以提供直接驱动H桥电路所需要的PWM信号。H桥电路可以为电机提供双向电流驱动。PIC16F684第二个非常适合电机控制器的特点是可以产生频率高达31.2 kHz的8位PWM信号。对于电机控制应用来说，这一点很重要，因为低于20 kHz的频率会导致电机产生人听觉范围内的噪声。不需要增加任何外部时钟源，PIC16F684 就可以提供高于听觉频率的8位分辨率。为了获得高出听觉频率范围的频率，此前的单片机需要在运行时降低PWM的分辨率。与其它具备ECCP的单片机相比，PIC16F684体积小且成本效率高。利用片上ECCP模块做为PWM硬件发生器，而不是采用过去的软件解决方案，宝贵的单片机处理器资源可以用于完成其它任务。

　　此类应用中使用的片上外设除ECCP模块外，还有一个内部10位模数转换器(ADC)。ECCP有捕获模式(可捕获定时器寄存器的16位值)、几个比较器和4个PWM。在无传感器的BDC电机控制应用中，4个PWM通道是一个重要优势。如图2所示，配合外部桥和4个FET驱动器件，单片机的PWM模块可以容易地实现双向电机控制。 

　　图2中的低成本BDC电机控制系统在全桥PWM模式下使用ECCP。用户可容易地配置PWM占空比，并实时改变单片机内部振荡器。此外，利用单片机片上的一个10位ADC来测量反向电动势(EMF)，PIC16F684可以容易地跟踪电机的转速(RPM)。