EDN China > 其它文章 > 嵌入式系统 > 开发工具 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 具有USB的PSoC在风扇控制中的应用

Dave Van Ess?? 2005年11月09日 ?? 收藏0

任何引脚连接至一个模拟控制系统的模拟阵列。每个引脚都具有一个开关,当被选择时则与一根模拟总线相连。如果模拟阵列和数字块被配置成一个ADC,则将能够检测多达48个输入信号的电压。
??? 与模拟多路复用器总线相连的还有一个电流源。该电流DAC是可选的,并具有两个调节范围,即:0μA~20μA或0μA~400μA。如欲读出一个电阻值,则只需:
  1 将电阻连接至一个引脚
  2 把该引脚连接至模拟总线
  3 启动电流DAC
  4 利用同样连接至该总线的ADC来测量负载电压。该电压是电阻与电流的乘积。
??? 为了获得超高准确度,一种方法是牺牲一个引脚来换取一个基准电阻器。将该电阻器连接至总线,并测量其两端的负载电压。然后,断开该电阻器、连接所需的电阻器并测量其负载电压。这两个电压读数之比就等于两个电阻器的阻值之比。电流准确度中的任何误差都将下降。此时,测量的准确度完全取决于基准电阻器的准确度。
??? 加至模拟多路复用器上的一个放电开关可被用来测量电容。当受到DC电流的激励时,与电阻器将产生一个DC负载电压

不同,电容器生成的是一个斜坡电压。该斜坡速率与激励电流成正比,而与测量电容成反比。为了方便该转换速率的测量,模拟部分被配置成一个采样比较器。电容器被连接至总线,从而产生一个转换信号。当该信号达到比较器的调整点时,放电开关进入工作状态,导致电容器放电回零。开关随后释放,该循环继续进行。这个过程被称为弛张振荡。显然,这种循环的频率与施加的电流成正比,而与电容成反比。比较器输出被馈至数字部分,这里已经配置了一个频率计数器或周期定时器。电容可从测量数字信号推导出来。
??? 有多种换能器可将信号转换成电容,比如显微机械加工加速器。电容的一项重要应用是测量手指的存在与否。该技术可被用于电容性触摸开关的移植,这种触摸开关正在逐渐取代消费类电子产品(比如:MP3播放器、笔记本电脑和移动电话)中的按钮和开关。电容性触摸开关提供了一种独特的用户体验,而且不易受到潮湿以及其他环境因素的损坏。
  风扇控制应用
??? PSoC器件的常见应用之一便是风扇控制。PSoC架构的超群集成度使得实际风扇控制应用的元件数量减少了25个以上。我们将研究下面方框图中所示的一种速度受控型风扇实例。
?

设计方案框图

 ??? 对所需的温度进行测量,并将测量值用于定义期望的风扇速度(调整点)。最初,对于20℃以下的温度,该参数为2000RPM;对于70℃以及更高的温度,该参数则为7000RPM,并且随着这些极限值之间的温度呈线性变化。这些是初始值;它们必须能够由主机通过I2C接口来改变。输送至风扇的功率由一个脉宽调制器(PWM)来控制。其频率应接近1kHz。一个转速计被连接至风扇,用于测量其速度。控制算法求得期望速度与测量速度之差(误差),并用它来确定PWM的合适占空比。与温度一样,这些控制参数的设定值也必须能够通过I2C主机来改变。
??? PWM是利用一个数字块来实现的。所做的一项改进是采用了另一个数字块来生成一个具有50.2%(128/255)占空比的伪随机脉冲流。当把该信号连接至PWM启动引脚时,PWM的工作频率将是一个连续启动的PWM的50.2%,如下图所示。
?

PWM实现方案

  这种方案的好处是输出频率现在拥有了一个±3%的高频抖动。这显著地降低了峰值谐波EMI辐射。当与一个500kHz系统时钟(VC2)同步时,输出频率为:
?

公式

  脉冲宽度的改变将在软件的控制之下进行。
  转速计电路由两个数字块(被配置为一个16位定时器)和一个连续模拟块(被配置为一个比较器)组成,用于调节风扇的转速计信号。
  风扇速度是通过测量两个脉冲之间的时间长度来确定的。比较器与列比较器总线0相连,后者又与定时器的捕获信号相连。风扇的标称转速为2000rpm~7000rpm。选定的风扇具有4个极点,因此标称范围将具有133Hz(2000×4/60)和467Hz的标称频率。当采用一个用于实现定时器同步的2MHz系统时钟时,可以测量长达328mS或31Hz的脉冲宽度。
  一个热敏电阻将被用来测量温度。所选的产品型号是muRata NTH5G16P33B103J07TH,其温度-电阻关系如下。
  muRata NTH5G16P33B103J07TH温度-电阻关系

点击看原图

  ?????? 如欲测量热敏电阻的阻值,则把一个热敏电阻和一个10k基准电阻器连接至可以使用模拟多路复用器MUX1的引脚。连续时间模拟块被配置为一个缓冲器,其输入与模拟MUX总线1相连。该列中剩余的两个块和一个数字块被


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

SCO? USB? 风扇控制?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈