論C8051F005單片機的比例電磁鐵控制技術(shù)
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由PCA輸出8位PWM信號（占空比可變）程序如下：
＄ include (c8051F005.inc)
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0073H；定時(shí)器3的中斷入口
LJMP INTERT33
MAIN:
MOV WDTCN, #0DEH；禁止看門(mén)狗定時(shí)器
MOV WDTCN, #0ADH
MOV OSCICN, #84H；選擇內部振蕩器為12 MHz
MOV XBR0, #08H；選擇CEX0引腳連到P0.0
MOV XBR2, #40H；允許功能選擇開(kāi)關(guān)
ORL PRT0CF, #00000001B；選擇P0.0為推拉方式
MOV TMR3RLL, #0B0H；給定時(shí)器3低字節賦初值
MOV TMR3RLH, #0A0H；給定時(shí)器3高字節賦初值
MOV PCA0CPH0, #0FFH；給PCA捕捉模塊高字節賦初值
MOV PCA0CPL0, #0FFH；給PCA捕捉模塊低字節賦初值
MOV PCA0MD, #08H；選擇PCA的時(shí)鐘源為系統時(shí)鐘，禁止CF中斷
MOV PCA0CPM0, #42H；選擇8位脈寬調制輸出方式，并啟動(dòng)開(kāi)始
MOV PCA0CN, #40H；允許PCA工作
MOV IE, #080H；CPU開(kāi)中斷
MOV EIE2, #1；T3開(kāi)中斷
MOV TMR3CN, #00000110B；啟動(dòng)T3工作，T3使用系統時(shí)鐘源
SJMP ＄
INTERT33:
MOV A, TMR3CN；清除T3的標志位TF3
ANL A, #7FH
MOV TMR3CN, A
DEC PCA0CPH0；占空比的改變
RETI
根據系統設計需要，通過(guò)修改PCA0CPH0可以得到不同占空比的PWM信號。
本控制系統采用C8051F005 單片機的PCA由軟件實(shí)現8位分辨率的PWM輸出。PWM信號通過(guò)CEXn線(xiàn)由功能選擇開(kāi)關(guān)連到MCU的端口I/O引腳輸出，PWM輸出信號通過(guò)驅動(dòng)電路可驅動(dòng)比例電磁鐵。模塊的捕捉/比較寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中存放PWM輸出信號占空比高電平時(shí)間值。如果需要改變占空比，可在運行中改變PCA0CPHn的值，比例電磁鐵的推桿位移與PCA0CPHn的值成比例。
在驅動(dòng)電路中需要將PWM輸出的電壓信號轉換為比例電磁鐵的控制電流信號，而且要保證較好的比例特性關(guān)系。利用場(chǎng)效應管的轉移特性[4]，當場(chǎng)效應管的漏源極之間的電壓VDS保持不變時(shí)，漏極電流ID與柵源之間電壓VGS的關(guān)系稱(chēng)為“轉移特性”，其表達式為：
本控制電路采用了大功率場(chǎng)效應晶體管IRL3803，其電流輸出足夠驅動(dòng)比例電磁鐵的動(dòng)作。IRL3803的漏極電流ID和柵源電壓VGS具有很好的線(xiàn)性關(guān)系，將柵極與C8051F005單片機的P0.0口（通過(guò)軟件編程PCA選擇的PWM信號輸出引腳），將IRL3803的漏極與比例電磁鐵相連。本電路中，比例電磁鐵是GP80，其額定吸力是120 N，行程為8 mm，額定電壓為24 V。 在進(jìn)行控制時(shí)，通過(guò)改變輸入到比例電磁鐵開(kāi)關(guān)電信號“占空比”來(lái)實(shí)現控制電流的大小。占空比越大，通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈的控制電流越大，控制輸出的位移也越大。 比例電磁鐵驅動(dòng)電路如圖1所示。在驅動(dòng)電路中，R1是限流電阻，使IRL3803管導通；D1是導向二極管，給IRL3803管提供正確的電壓極性；二極管D2起保護作用，避免過(guò)壓時(shí)損壞比例電磁鐵。比例電磁鐵由24 V電壓直接供電。 圖1 比例電磁鐵驅動(dòng)電路 結語(yǔ) C8051F005單片機的集成度高，外圍電路少，其高速執行指令的特性能精確控制比例電磁鐵；C8051F005內核與普通51系列兼容，且指令簡(jiǎn)單易學(xué)，可縮短系統開(kāi)發(fā)周期。比例電磁鐵作為電—機械轉換器件，已經(jīng)得到廣泛的應用?；贑8051F005單片機的比例電磁鐵控制系統能達到精度高、穩定性好的要求，硬件電路簡(jiǎn)單、工作可靠。在應用系統中，根據需要直接由單片機的I/O口輸出固定占空比或可變占空比PWM信號，配以一定的控制算法，軟件編程清晰且容易實(shí)現，具有很好的推廣價(jià)值。
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