■ 设计背景

在 集成有MAX1169，MAX520的DAAC单片STC8G1K08机电路板 中设计了集成有MAX1169的ADDA模块，对于一些需要使用PWM驱动的实验，这款模块还无法进行集成实验。

设计集成有两路MAX1169以及PWM输出的测试模块可以为很多实验提供测量和驱动功能。

比如：

• 使用STC8H1K28控制微型磁悬浮
• 磁悬浮地球仪控制初步测试
• 磁悬浮地球仪拆解
• 电磁铁的磁芯实验

01电路模块设计

1.电路设计¹

• 实验接口：（从右往左定义1,2,3,4~8）

2.单片机软件设计²

• OSC工作频率：35MHz, UART:460800bps

设置STC8G1K08的关于I2C以及PACKAGE_SOP8 的共定义。

#define PACKAGE_SOP8        1
#define USSD_EN             0
#define I2C_EN              1
#define SPI_EN              0

  

 

  
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(1) 软件说明

CCP2： 是PWM Channel3

(2) 串行命令

else IFARG0("maxstcpwm") {
    sscanf(SDA(1), "%d", &nNumber);
    PWM3SetPWM(0x3ff - nNumber);
} else IFARG0("maxstcread") {
    printf("%u %u\r\n", MAX1169Read(), MAX1169Read1());
} else IFARG0("maxstcreadb") {
    nNumber = MAX1169Read();
    SendChar((unsigned char)(nNumber >> 8));
    SendChar(nNumber);
    nNumber = MAX1169Read1();
    SendChar((unsigned char)(nNumber >> 8));
    SendChar(nNumber);
} else IFARG0("maxstcon") {
    ON(IO_PIN);
} else IFARG0("maxstcoff") {
    OFF(IO_PIN);
}

  

 

  
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02电路测试

1.PWM输出

• 输出管脚： 3

• PWM 频率：34.17kHz（示波器实测）

单片机工作频率：$f_{osc}=35\times 10^6$Hz，PWM的位数：10位。
理论上计算PWM频率为：

$$f_{PWM}=\frac{f_{osc}}{2^{10}}=\frac{35\times 10^6}{1024}=34.18kHz$$

设置命令： maxstcpwm n

◎ 调试说明：

在STC8G1K08等单片机中，对于CCAP0H的赋值必须紧接着XCAP0H的赋值，所以对于其中的PWM1SetPWM函数需要进行修改：

//------------------------------------------------------------------------------
#if PWM_CHANNEL1_EN
void PWM1SetPWM(unsigned int nPWM) {
#if PWM1_BIT == 10
    unsigned char ucPWM, ucPCA;
    ucPWM = (unsigned char)(nPWM >> 4);
    ucPWM &= 0x30;
    ucPCA = PCA_PWM0
    ucPCA &= 0xcf;
    ucPCA |= ucPWM;
    PCA_PWM0 = ucPCA;    
#endif // PWM1_BIT
    CCAP0H = (unsigned char)(nPWM & 0xff);
                                            // CCAP0H:Must be assign value after XCAP0H
                                            // is valued.
}
#endif //  PWM_CHANNEL1_EN
//------------------------------------------------------------------------------
#if PWM_CHANNEL2_EN
void PWM2SetPWM(unsigned int nPWM) {
#if PWM2_BIT == 10
    unsigned char ucPWM, ucPCA;
    ucPWM = (unsigned char)(nPWM >> 4);
    ucPWM &= 0x30;
    ucPCA = PCA_PWM0
    ucPCA &= 0xcf;
    ucPCA |= ucPWM;
    PCA_PWM1 = ucPCA;    
#endif // PWM2_BIT
    CCAP1H = (unsigned char)(nPWM & 0xff);
}
#endif //  PWM_CHANNEL2_EN
//------------------------------------------------------------------------------
#if PWM_CHANNEL3_EN
void PWM3SetPWM(unsigned int nPWM) {
#if PWM3_BIT == 10
    unsigned char ucPWM, ucPCA;
    ucPWM = (unsigned char)(nPWM >> 4);
    ucPWM &= 0x30;
    ucPCA = PCA_PWM2;
    ucPCA &= 0xcf;
    ucPCA |= ucPWM;    
    PCA_PWM2 = ucPCA;
#endif // PWM3_BIT
    CCAP2H = (unsigned char)(nPWM & 0xff);
}
#endif //  PWM_CHANNEL3_EN

  

 

  
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2.IO输出

• 输出管脚：2
  设置命令：maxstcon, maxstcoff

3. 两路AD

• 对应管脚：PIN5,PIN6
  左边对应的： AD2
  右边对应的： AD1

03输入输出信号测试

1.对输出PWMRC滤波采集

2.对于IO口的RC波形采集

• R= 10k, C = 100uF

使用scipy.optimize中的curve_fit函数对于上述采集数据进行指数拟合。
得到的参数为：[-6.71239337e+04 -9.76200318e-01 6.87801729e+04]
对应的表达式为：
$$y\left(t\right)=6.878\times 10^4-6.712\times 10^4\times e^{-\left(t\times 0.976\right)}$$

其中的时间常数$$\tau =0.976s$$

这与$R\cdot C=1s$很接近了。

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST2.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2020-07-23
#
# Note:
#============================================================
from headm import *
from scipy.optimize         import curve_fit
val = tspload('rcdata', 'val')
t = array(range(len(val))) * 0.01
def func(x, a, b, c):
    return a * exp(x*b) + c
param = [-10000, -0.1, 60000]
param, conv = curve_fit(func, t, val, p0=param)
printf(param)
fitval = func(t, *param)
#------------------------------------------------------------
plt.plot(t, val, label='measure')
plt.plot(t, fitval, label='fit')
plt.xlabel("Time(s)")
plt.ylabel("Output")
plt.grid(True)
plt.legend(loc='upper right')
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST2.PY
#============================================================

  

 

  
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※ 结论

基于两颗MAX1169构成了两路的16bitAD转换模块。通过STM8G1K08-SOP8的CCP2输出PWM波形。PWM的频率为34kHz，分辨率为10bi。

在调试过程，修改了原来STC8G单片机中的PWMnSetPWM()中的函数。对于PWMn的赋值与PWM_CCP的赋值按照满足STC8G1K08数据手册中的一看球。

文章来源: zhuoqing.blog.csdn.net，作者：卓晴，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/107532306