基于PIC12F1501的熒光燈的驅(qū)動設(shè)計

PIC12F1501是microchip推出的全新的8位PIC單片機(jī)，引入了全新的可配置邏輯和高級外設(shè)，其中包括可配置邏輯單元（CLC）、互補(bǔ)波形發(fā)生器（CWG）和數(shù)控振蕩器（NCO），可以實現(xiàn)此前低引腳數(shù)MCU無法實現(xiàn)的功能。利用這些特有的外設(shè)，可以提升產(chǎn)品的功能、實現(xiàn)此前低引腳數(shù)MCU無法實現(xiàn)的功能，而且可以簡化設(shè)計縮小設(shè)計尺寸，創(chuàng)造出更具創(chuàng)意的應(yīng)用和產(chǎn)品，PIC12F1501帶有片上16 MHz內(nèi)部振蕩器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及4個脈寬調(diào)制外設(shè)在工作模式下電流小于30μA/ MHz，休眠模式下不到20nA，在降低成本和功耗的同時開發(fā)出具有豐富外設(shè)組合的產(chǎn)品。

本方案是利用PIC12F1501的互補(bǔ)波形發(fā)生器（CWG）模塊，結(jié)合開關(guān)電源的半橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)電子熒光燈的驅(qū)動。CWG 新硬件模塊，從選擇的一個輸入源生成一個兩路輸出帶死區(qū)延時和自動關(guān)斷功能的互補(bǔ)波形。CWG模塊具有時鐘源選擇、產(chǎn)生互補(bǔ)輸出波形的輸入源選擇、輸出使能和極性控制、上升和下降沿死區(qū)控制、自動關(guān)斷/重啟控制等特性。CWG模塊的時鐘源通過特殊功能寄存器的“時鐘源選擇位”進(jìn)行選擇，產(chǎn)生互補(bǔ)輸出波形的輸入源通過特殊功能寄存器的“輸入源選擇位”進(jìn)行選擇。CWG的兩路互補(bǔ)輸出可通過其各自單獨(dú)的“使能控制位”分別控制輸出是否使能；當(dāng)輸出使能時，兩路互補(bǔ)輸出波形的極性由其各自單獨(dú)的“輸出極性控制位”分別進(jìn)行輸出極性的選擇。如圖1 所示，PWM 信號經(jīng)過CWG后輸出一個互補(bǔ)波形來控制MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷。MOS管 Q1 和Q2 形成橋的一個臂，而另一個臂則由電容C1 和 C2 構(gòu)成，變壓器用于降低脈動原邊電壓并提供輸入電壓源 Vin和輸出電壓的隔離。

PWM的頻率決定CWG頻率，通過調(diào)節(jié)PWM的頻率和輸入電壓Vin實現(xiàn)熒光燈的亮度調(diào)節(jié)。

利用CWG模塊設(shè)置死區(qū)控制。CWG死區(qū)控制提供非重疊的互補(bǔ)輸出信號以防止功率開關(guān)中的擊穿電流，有2個死區(qū)計數(shù)器用于輸入源信號上升沿和輸入源信號下降沿死區(qū)控制。CWG自動關(guān)斷控制可立即改寫CWG輸出電平，允許電路安全關(guān)斷。關(guān)斷可由以下兩種方法實現(xiàn)：(1)由“軟件”將特殊功能寄存器中的“自動關(guān)斷位”置位進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，(2)在“外部關(guān)斷輸入引腳”上施加高電平進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生自動關(guān)斷事件后，根據(jù)“自動重啟控制位”的設(shè)置，有“自動重啟”或“由軟件控制重啟”兩種方法來結(jié)束關(guān)斷狀態(tài)。可以通過軟件設(shè)置CWG的相關(guān)寄存器即可實現(xiàn)，從而節(jié)省了外圍電路，方便開發(fā)調(diào)試，降低了成本。

利用CWG模塊提供自動關(guān)斷功能，防止電路出現(xiàn)故障。通過采樣電阻R將電壓反饋輸入到CMP比較器中，以內(nèi)部參考電壓比較，結(jié)果輸出到CWG模塊，如果電壓異常，CWG會自動關(guān)斷電路，從而起到了保護(hù)電路的作用。

在實際應(yīng)用中CWG可與多個外設(shè)配合工作，實現(xiàn)更多功能。

圖1 CWG控制的熒光燈的驅(qū)動電路

圖2 CWG輸出的互補(bǔ)波形