温度检测与电机控制论文.doc

温度测试与电机控制 卢婕 电子信息工程 指导老师：李泓 摘要：伴随汽车电子和工业自动化对高可靠微控制器需求的快速增长，嵌入式系统及控制领域对Freescale半导体的研究加强。单片机的应用为当今信息时代在发展提供了一个有利的平台，提高了人们的生活质量。温度测试与电机控制也是一种具体的应用，利用温度的变化来控制电机的转速，从而可以自动获得预设速度。主要利用PWM原理和LM75数字温度传感器芯片来实现这一程序。 关键字：温度测试、电机控制、PWM原理、LM75芯片一、引言 温度测试与电机控制的要求：检测环境温度的值，并设定3个温度等级1、2、3，温度低于等级1的电机不转；温度介于等级1与等级2之间以1/2的速度运转，温度介于等级2与等级3之间时电机全速运转。主要利用温度测量显示程序中的温度值大小，并将温度值设定不同的范围，在不同的范围值内规定脉冲宽度从而控制速度的大小。 二、PWM脉宽调制实现对模拟电路的控制 1、概述 PWM是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制，通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有，要么完全无。电压或电流源是以一种通或断的重复脉冲序列被加到被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。 一般我们可以通过智能芯片内部的定时/计数来实现PWM信号的生成。其产生方法将定时器设置在输出比较方式，通过定时器的16位自由计数器固定一个周期（PWM信号的周期），在该周期内改变脉冲宽度，即通过定时器通道值计数器产生一定时间间隔在高点位，再产生一定时间间隔的低点位，其高点位持续时间即为PWM信号。 2、实现变速原理 TPM通道值寄存器中的输出比值决定PWM信号的脉冲宽度（占空比），从而通过PWM信号的脉宽比值大小来控制电机转速， 三、温度传感器LM75实现温度测量 1、任务要求： 通过LM75测量温度，并在1602液晶显示模块上显示测量结果。 2、概述 LM75A 是一个使用了内置带隙温度传感器和∑-△模数转换技术的温度-数字转换器。它也是一个温度检测器，可提供一个过热检测输出。LM75A 包含许多数据寄存器：配置寄存器（Conf） ，用来存储器件的某些配置，如器件的工作模式、OS工作模式、OS极性和 OS故障队列等（在功能描述一节中有详细描述） ；温度寄存器（Temp） ，用来存储读取的数字温度；设定点寄存器（Tos Thyst） ，用来存储可编程的过热关断和滞后限制，器件通过 2 线的串行 I2C 总线接口与控制器通信。LM75A 还包含一个开漏输出（OS） ，当温度超过编程限制的值时该输出有效。LM75A有 3个可选的逻辑地址管脚，使得同一总线上可同时连接8个器件而不发生地址冲突。 LM75A可配置成不同的工作条件。 它可设置成在正常工作模式下周期性地对环境温度进行监控或进入关断模式来将器件功耗降至最低。OS输出有2种可选的工作模式：OS 比较器模式和OS中断模式。OS 输出可选择高电平或低电平有效。故障队列和设定点限制可编程，为了激活 OS 输出，故障队列定义了许多连续的故障。 温度寄存器通常存放着一个 11 位的二进制数的补码，用来实现 0.125℃的精度。这个高精度在需要精确地测量温度偏移或超出限制范围的应用中非常有用。 正常工作模式下，当器件上电时，OS工作在比较器模式，温度阈值为80℃，滞后75℃，这时，LM75A就可用作一个具有以上预定义温度设定点的独立的温度控制器。 3、引脚及连接 LM75的引脚排列如下图所示： 各引脚功能如下表所述： 四、主程序流程图 五、温度值控制电机转速的相关程序 if(c2500) { TPM2C0V=1; } else if(c3000) { TPM2C0V=500; } else TPM2C0V=999; 六、实验板现象 - 4 -