基于Intel8253与L298N的电机PWM调速方法

　　1、引言

　　脉冲宽度调制（PulseWidthModulation—PWM）是指将输出信号的基本周期固定，通过调整基本周期内工作周期的大小来控制输出功率。原理就是开关管在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压U=Vcct/T=αVcc。其中，α=t/T（占空比），Vcc是电源电压。

　　PWM常取代数/模转换器（DAC）用于功率输出控制，其中，直流电机与交流电机的速度控制是最常见的应用。通常PWM配合桥式驱动电路实现直流电机调速，非常简单，且调速范围大。

　　2、Intel8253的内部结构及工作模式

　　2.1、Intel8253的内部结构

　　Intel8253是微型计算机外围接口电路，内部包含3个彼此独立的16位减法计数器。每个计数器都可由软件确定为16位二进制减法计数器或者十进制4位BCD减法计数器。每个计数器都有6种不同的工作模式，也由软件确定。每个计数器都有一个时钟输入端（CLK）、一个门控信号输入端（GATE）和输出端（OUT）。读写由A1、A0、RD、WR和CS等引脚加以控制，主要用以控制Intel8253的数据与命令的写入、读取与禁止。Intel8253的引脚排列如图1中的U3所示。

　　

　　图1采用Intel8253与L298N的PWM调速电路

　　2.2、与PWM有关的工作模式

　　与PWM有关的工作模式是模式1和模式2。

　　（1）模式1

　　当某计数器设置在模式1以后，微型计算机可以通过二条输出指令将16位数据M送入该计数器。这时该计数器的输出端并无任何响应。一旦该计数器的门控输入端脉冲上升沿到时，它的输出端立刻输出一个宽度为Mτ的负向脉冲，如图2所示。

　

　　（2）模式2

　　当某计数器设置在模式2以后，微型计算机可以通过二条输出指令将16位数据N送入该计数器。输出指令结束后，该计数器立即输出周期为Nτ的连续方波，如图3所示。

　　如果将8253的计数器0和计数器1分别设置在模式2和模式1，并按图4所示连接，就可以得到一个十分简单的脉宽调制发生器。工作开始前，先将常数N送入计数器0，再将常数M送入计数器1中（M《N），于是计数器0将输出周期为Nτ的连续方波。计数器1的门控输入端每隔Nτ时间接到一次正跳变信号。因此，每隔Nτ时间计数器1将输出一个宽度为Mτ的负向脉冲。因此，通过改变M与N可以得到一个占空比可调的PWM波。