基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统.pdf

基于单片机 AT89S52 的直流电机 PWM 调速控制系统 第一章 : 前言 1.1 前言： 直流電機的定義：將直流電能轉換成機械能 ( 直流電動機 ) 或將機械能轉換成直流電能 ( 直流發電機 ) 的旋轉電機。 近年來，隨著科技的進步，直流電機得到了越來越廣泛的應用，直流具有優 良的調速特性，調速平滑，方便，調速範圍廣，超載能力強，能承受頻繁的衝擊 負載，可實現頻繁的無極快速起動、 制動和反轉， 需要滿足生產過程自動化系統 各種不同的特殊要求， 從而對直流電機提出了較高的要求， 改變電樞回路電阻調 速、改變電壓調速等技術已遠遠不能滿足現代科技的要求， 這是通過 PWM方式控 制直流電機調速的方法就應運而生。 採取傳統的調速系統主要有以下的缺陷：模擬電路容易隨時間飄移，會產生 一些不必要的熱損耗，以及對雜訊敏感等。而用 PWM技術後，避免上述的缺點， 實現了數字式控制模擬信號， 可以大幅度減低成本和功耗。 並且 PWM調速系統開 關頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得平滑的直流電流， 低速特性好； 同時，開關頻率高，快回應特性好，動態抗干擾能力強，可獲很寬的頻帶；開關 元件只需工作在開關狀態，主電路損耗小，裝置的效率高，具有節約空間、經濟 好等特點。 隨著我國經濟和文化事業的發展，在很多場合，都要求有直流電機 PWM調速系統來進 行調速， 諸如汽車行業中的各種風扇、 刮水器、 噴水泵、 熄火器、 反視鏡、 賓館中的自動門、 自動門鎖、自動窗簾、自動給水系統、柔巾機、導彈、火炮、人造衛星、太空船、艦艇、飛 機、坦克、火箭、雷達、戰車等場合。 1.2 本設計任務 : 任務 : 單片機為控制核心的直流電機 PWM調速控制系統 設計的主要內容以及技術參數 : 功能主要包括： 1) 直流電機的正轉； 2) 直流電機的反轉； 3) 直流電機的加速； 第 1 页 共 17 页 基于单片机 AT89S52 的直流电机 PWM 调速控制系统 4) 直流電機的減速； 5) 直流電機的轉速在數碼管上顯示； 6) 直流電機的啟動； 7) 直流電機的停止； 第二章：總體設計方案 總體設計方案的硬體部分詳細框圖如圖一所示。 数码管显 示 按键控制 单片机 PWM 电机驱动 鍵盤向單片機輸入相應控制指令，由單片機通過 P1.0 與 P1.1 其中一口輸出與轉速相 應的 PWM脈衝， 另一口輸出低電平， 經過信號放大、光耦傳遞，驅動 H 型橋式電動機控制電 路，實現電動機轉向與轉速的控制。 電動機的運轉狀態通過數碼管顯示出來。 電動機所處速 度級以速度檔級數顯示。正轉時最高位顯示“三” ，其他三位為電機轉速；反轉時最高位 顯示 “F”，其他三位為電機轉速。 每次電動機啟動後開始顯示， 停止時數碼管顯示出 “0000 ”。 1、系統的硬體電路設計與分析 電動機 PWM驅動模組的電路設計與實現具體電路見下圖。 本電路採用的是基於 PWM 原理的 H 型橋式驅動電路。