基于 STC 单片机的直流电机调速系统设计.pdfVIP

冒 计《董与测试技~)2014年第41卷第11jI最 基于 STC单片机的直流 电机调速系统设计 曹应 明 (江苏联合职业技术学院无锡交通分院，江苏 无锡 214151) 摘 要：根据巡线避障小车用的直流电机的具体要求，本文设计了以STC12C5A60S2单片机为核心控制单元器件 ，运用 STC12CSA60S2单片机的PWM模块 结合Lgl10加外围元器件电路来驱动直流电动机，运用红外槽型开关检测电路结合单片机计数器功能来检测电动机的实时转数，通过按键设定转速，通过 PID控制算法实现电机速度调节。模拟结果证明该系统具有精确、可靠、调节方便、稳定性高等特点。 关键词：单片机；直流调速；PID；控制系统 中图分类号：TP23 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：510．8O DOI：10．15988／j．enki．1004—6941．2014．11．015 TheDesignofDC MotorSpeedControlSystem Basedon STC SingleChipM icrocomputer CaoYingming 0 引言 人，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的 驱动巡线避障小车前进、后退、拐弯的动力，一般采 正反向运动，它具有较大的电流驱动能力 ，每通道能通过 用小功率直流电机接变速箱联轴器输出。其中直流电机 (750—800)mA的持续电流，峰值 电流能力可达 (1。5～ 调速控制是巡线避障小车能否实现稳定可靠的完成小车 2．0)A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二 前进、后退、拐弯功能的关键点之一。本文设计 了以 极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电 STC12C5A60S2单片机为核心控制单元器件，运用 器、直流电机、步进 电机或开关功率管的使用上安全可 STC12C5A60S2单片机的PWM模块结合 L9110加外围 靠 。L9110被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进 电机 元器件电路来驱动直流 电动机 ，运用红外槽型开关检测 驱动和开关功率管电路上。L9110H是 8脚直插封装，不 电路结合单片机计数器功能来检测电动机的实时转数， 需要任何外围器件，所 占空间小，而且价格比较便宜，广 通过按键设定转速，通过PID控制算法实现电机速度调 泛应用于玩具和微控制领域。 节的直流电机调速系统。该直流调速系统只要稍作改变 就可以直接运用于巡线避障小车控制系统。 1 系统结构 根据系统设计的任务和要求，设计系统方框图如图 1所示。图中控制器模块为系统的核心部件，键盘和显 示器用来实现人机交互功能，其中通过键盘将需要设置 的参数和状态输入到单片机中，并且通过控制器显示到 显示器上。在运行过程中控制器产生 PWM脉冲送到 电 机驱动电路中，经过放大后控制直流电机转速，同时利用 图 1 系统 总体设计框 图 速度检测模块将当前转速反馈到控制器中，控制器经过 2 PWM速度调节 PWM(PulseWidthModulation)控制就是对脉冲的宽 数字PID运算后改变 PWM脉冲的占空比，实现电机转 速实时控制的目的。 度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调 制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。PWM技术 系统使用的驱动电路 Lgl1OH是为了控制和驱动电 是利用电力电子器件，通过调节电枢电压来控制调节直流 机设计的两道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分