工控伺服系统技术之精髓PWM模块与CWG模块并驾齐驱共铸直流电机伺服系统设计之杰作
导语：直流电动机因其结构简单、工作稳定可靠而广泛应用于伺服控制领域。本文旨在探讨如何利用PIC16F1508单片机的PWM模块和CWG模块，生成带有死区延时的互补PWM波形，以解决H桥驱动直流电动机上下桥臂直通问题。通过光电隔离技术保护单片机，实现高效稳定的伺服系统设计。
引言 直流电动机作为最早发明的电动机，其调速性能优于其他类型的电动机，在智能玩具、按钮调节式汽车座椅等领域仍然占据重要地位。为了提高直流电动机的灵活性和精度，本文将详细介绍基于PIC16F1508单片机的伺服系统设计。
直流电动机伺服系统组成
本系统主要由PIC16F1508、光電隔離電路、驅動電路以及速度检测与電平轉換電路構成，如圖1所示。
伺服系統硬件設計
2.1 PIC16F1508
PIC16F1508是一款八位闪存微控制器，它擁有一些特色功能模块，比如互補波形发生器模块（CWG）和數控振荡器模块（NCO）。在本系統中，主要使用CWG模組產生帶有死區延時的互補波形，這樣可以有效避免H橋驅動上下橋臂間的直通問題。
2.2 光電隔離電路
為了保護PIC安全並抑制信號干擾，在與H橋之間增加了光學隔離芯片HCPL4504。這個芯片對PIC輸出的四路PWM脈衝進行光學隔離，如圖2所示。
2.3 驱動電路
本系統采用單極性驅動，其中包括T型和H型兩種。在此系統中，我们采用的是H型單極性可逆PWM驅動系統，如圖3所示。
伺服系統软件設計
软件主要由主程序、PWM周期中断子程序和A/D转换中断子程序组成：
主程序负责配置I/O端口状态及设置PWM参数，然后等待中断响应，如图8所示。
PWM周期中断子程序负责采样速度值，并进行PI调节计算，具体见图9。
A/D转换中断子程序负责将反馈输入信号转换为数字信号并读取速度数据。
4 实验现象与结论
经过实验测试，当设置合适频率后，可以观察到带有死区延时的互补PWM波形（如图11），确保了整个系统运行稳定。此外，当调整占空比时，可以实现在一定范围内对直流电磁铁进行精确控制，从而实现准确无误差地达到预设目标转速（如图12）。
总结：本文通过利用PIC16F1508单片机中的特定功能来设计一个简洁、高效且成本低廉的小规模自动化系统，为相关研究提供了一种新的思路，同时也展示了如何通过软件编程来实现复杂任务。这一方法不仅适用于小规模工业自动化，还可以扩展至更大规模项目，对提升工业生产效率具有潜力。