1、引言

脈沖寬度調制（PulseWidthModulaTIon—PWM）是指將輸出信號的基本周期固定，通過調整基本周期內工作周期的大小來控制輸出功率。原理就是開關管在一個周期內的導通時間為t，周期為T，則電機兩端的平均電壓U=Vcct/T=αVcc。其中，α=t/T（占空比），Vcc是電源電壓。

PWM常取代數/模轉換器（DAC）用于功率輸出控制，其中，直流電機與交流電機的速度控制是最常見的應用。通常PWM配合橋式驅動電路實現直流電機調速，非常簡單，且調速范圍大。

2、Intel8253的內部結構及工作模式

2.1、Intel8253的內部結構

Intel8253是微型計算機外圍接口電路，內部包含3個彼此獨立的16位減法計數器。每個計數器都可由軟件確定為16位二進制減法計數器或者十進制4位BCD減法計數器。每個計數器都有6種不同的工作模式，也由軟件確定。每個計數器都有一個時鐘輸入端（CLK）、一個門控信號輸入端（GATE）和輸出端（OUT）。讀寫由A1、A0、RD、WR和CS等引腳加以控制，主要用以控制Intel8253的數據與命令的寫入、讀取與禁止。Intel8253的引腳排列如圖1中的U3所示。

圖1采用Intel8253與L298N的PWM調速電路

2.2、與PWM有關的工作模式

與PWM有關的工作模式是模式1和模式2。

（1）模式1

當某計數器設置在模式1以后，微型計算機可以通過二條輸出指令將16位數據M送入該計數器。這時該計數器的輸出端并無任何響應。一旦該計數器的門控輸入端脈沖上升沿到時，它的輸出端立刻輸出一個寬度為Mτ的負向脈沖，如圖2所示。

（2）模式2

當某計數器設置在模式2以后，微型計算機可以通過二條輸出指令將16位數據N送入該計數器。輸出指令結束后，該計數器立即輸出周期為Nτ的連續方波，如圖3所示。

如果將8253的計數器0和計數器1分別設置在模式2和模式1，并按圖4所示連接，就可以得到一個十分簡單的脈寬調制發生器。工作開始前，先將常數N送入計數器0，再將常數M送入計數器1中（M《N），于是計數器0將輸出周期為Nτ的連續方波。計數器1的門控輸入端每隔Nτ時間接到一次正跳變信號。因此，每隔Nτ時間計數器1將輸出一個寬度為Mτ的負向脈沖。因此，通過改變M與N可以得到一個占空比可調的PWM波。

2.3、PWM程序

Intel8253的讀寫控制邏輯由A1、A0、RD、WR和CS等引腳加以控制，其中，端口選擇信號A1、A0決定3個計數器、控制寄存器中哪一個進行工作，A1，A0：00-10CPU選擇#0-#2計數器進行讀/寫，11CPU將控制字寫入Intel8253。

Intel8253的控制寄存器如下：

M2，M1，M0：000-101選擇工作模式0-5SC1，SC0：00-10選擇計數器#0-#2，11回讀命令BCD：0對應二進制計數，1對應BCD計數RW1，RW0：00鎖住計數器穩定讀數，01只讀/寫低8位字節，10只讀/寫高8位字節，11先讀/寫低8位字節，后讀/寫高8位字節。

根據以上程序，可以得到占空比為α=t/T=0020H/0080H=25%同理，將Intel8253的計數器0和計數器2分別設置在模式2和模式1，并按圖4的連接方法也可以得到另一個PWM2。

3、L298N型驅動器的原理及應用

L298N是SGS公司的產品，內部包含4通道邏輯驅動電路，是一種二相和四相電機的專用驅動器，即內含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅動46V、2A以下的電機。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號。L298可驅動2個電機，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個電動機。5、7、10、12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉，ENA，ENB接控制使能端，控制電機的停轉。L298的邏輯功能如表1所列。

如圖1所示，Intel8253輸出二組PWM波，每一組PWM波用來控制一個電機的速度，另外二個I/O口可以控制電機的正反轉，控制方法與控制電路都比較簡單。即P10、P11控制第一個電機的方向，輸入的PWM1控制第一個電機的速度;P12、P13控制第二個電機的方向，輸入的PWM2控制第二個電機的速度。

由于電機在正常工作時對電源的干擾很大，只用一組電源時會影響單片機的正常工作，所以選用雙電源供電。一組5V電源給單片機和控制電路供電，另外一組5V、9V電源給L298N的+VSS、+VS供電。在控制部分和電機驅動部分之間用光耦隔開，以免影響控制部分電源的品質。

圖1就是一個實現智能小汽車的應用電路。D1、Q1是一對紅外發射接收對管，與LM324構成光電傳感檢測電路。通過Intel8253和L298N可實現汽車的加速、減速、剎停，并可通過兩個電機的不同轉速實現左轉和右轉等功能。