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，结合H桥驱动技术，实现高效的直流电动机伺服系统设计。

引言：

直流电动机作为最早发明且调速效果较好的电动机，在智能玩具与按钮调节式汽车座椅等场合仍享有盛誉。然而，其H桥驱动上下桥臂的问题一直是需要解决的难题。在本文中，我们将采用PIC16F1508单片机及其PWM模块和CWG模块，通过产生带死区延时的互补PWM波形来有效地避免这一问题。

直流电动机伺服系统组成

本系统主要由PIC16F1508、光电隔离电路、驱动电路以及速度检测与转换电路构成，如图1所示。这些组件共同协作，以确保直流 电 动 机会以精确、高效且稳定的方式进行控制。

伺服系统硬件设计

2.1 PIC16F1508

该单片机搭载了多种特色功能模块，其中包括互补波形发生器(CWG)。CWG能够产生带有死区延时的互补波形，这对于避免H桥上下桥臂的直通至关重要。此外，由于其简洁性和成本优势，本系统选择了PIC16F1508作为核心处理器。

2.2 光電隔離電路

为了保护单片机并减少信号干扰，本文采用了HCPL4504光電隔離芯片，该芯片对四个PWM脉冲进行光電隔離，如图2所示。这一措施极大地提高了整个系統的抗干扰能力及安全性。

2.3 驱動電路

本系統採用單極性驅動技術，並選擇H型驅動模式如圖3所示，這種設計既簡潔又高效，不僅降低了複雜度，也提升了整體系統之穩定性。此外，由於MOSFET管具有較高的開關速度與輸出功率，本系統選擇PMOS與NMOS管組合使用，以實現雙向能量轉換，而不需額外升壓或降壓線圈，從而減少整體數據處理時間並提高效率。

伺服系統软件设计

3.1 主程序

主程序負責配置I/O端口狀態、初始化PWM及CWG模块，并等待中断响应，如图8所示。這樣做可以確保軟件執行時能夠快速響應環境變化並進行適當調節，使得整個系統更加灵活和易于维护。

3.2 PWM周期中断子程序

此部分程式碼在每次采样后計算反馈速度值，並通過PI調節算法對其進行修正，最终输出给实际控制过程，如图9所示。这种实时调整策略使得整个伺服系统能够保持最佳运行状态，即使是在面临变化的情境下也能迅速适应并提供准确无误的性能表现。

4 实验现象与结论

实验结果显示，当使用带死区延时互补PWM波形来驱控H橋時，可以有效避免上下橋臂間直接連接問題（見圖11），進而實現更為精密、高效且稳定的直流電機調速操作（見圖12）。這些結果證明，通過合理設計软硬件架构，可以建立一个既经济又可靠的小型化伺服控制系统，为工业自动化领域提供了一种新的解决方案。而18组相对误差平均值仅为0.15%，滿足实际应用需求，从而证明该方法在实际应用中的可行性和效果良好。