ARM-Linux的电子控制油门设计

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2.3.2 配置PWM的输出频率先使用Linux系统提供的系统函数来获取时钟pclk:

clk_p = clk_get(NULL, “pclk”);pclk = clk_get_rate(clk_p);由S3C2410数据手册可知,经过预分频器和时钟分频器之后,计算定时器0的输入时钟频率为clkin=(pclk/{prescaler0+1}/divider value);再通过16位的定时器0计数寄存器TCNTB0、和定时器0比较计数器TCMPB0(它们的值分别用tcnt和tcmp表示)分频,这样就可以从引脚Tout0处得到合适的PWM波形信号了,其周期为T=tcnt/clkin,高电平周期为Th= tcmp/clkin。

已知pclk=50.7 MHz,令  MAX=(prescale0+1)×(divider value)(1)

则有clkin=pclk/MAX;可以取tcnt=pclk/date;又因为tcnt为16位,所以tcnt≤65 535,这样可以直接消去pclk中的507;而系统需要T=20 ms的周期,先提取出系数50,即:

tcnt=pclk/(date×50)=1 014 000/date(2)

得出MAX=date≥16,prescaler0的取值范围为0~255,divider value的可取值为1、2、4、16。

要求的PWM波形周期为20 ms,正电平宽度为0.5~2.5 ms,20 ms/0.5 ms=40,所以:  tcmp=tcnt/40+(cmd-1)×tcnt/(40×N)(3)

其中tcmp和tcnt均为整数;N即为细分系数,它表示cmd加1时舵机将旋转(45/N)°;cmd是要输入的控制参数,用它来控制舵机的角度。

由式(1)~(3),以及tcmp和tcnt尽量取整数以减小误差的原则,MAX=date=可取16、20、25。3 实验结果分析理论上,细分系数N取值越大、执行器的动作越精确越好,但过大的细分系数会导致执行器的命令对cmd的响应变慢。因此,N的取值应该根据执行器到节气门阀的距离来综合考虑,取细分系数N=5即使用公式:tcmp=tcnt(cmd+4)/200,最小角度为(45/5)=9,足以满足实验的需要。采用实验的方法,对MAX=date=16、20、25分别进行实验,并使用示波器进行观察根据寄存器的取整特性来对MAX=date的值进行综合的考量。结果如表1~表3所列。其中cmd为输入指令,err为误差,Wh为高电平宽度,~Wh为实际的高电平宽度。

表1 MAX=date=16,tcnt=63375, clkin=3168750时的结果

表2 MAX=date=20,tcnt=50700, clkin=2535000时的结果

表3 MAX=date=25,tcnt=40560, clkin=2028000时的结果

由以上数据可以看出取MAX=date=20时,误差最小。由式(4)可知,prescale0+1=20、10、5对应的divider value=1、2、4。结语利用arm锁相环所产生的高频率可以获得更精细的PWM波,从而对舵机实现更精确的控制来达到油门精确控制的目的。本文从理论和实践两方面实现了舵机角度为9的控制,要想获得更细分的角度,只需将N的值取大。如N=15,可获得的最小控制角度为(45/15)=3;N=45,可获得的最小控制角度为(45/45)=1。

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