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实现直流电机正反转及调速的实验报告

一实验任务

自己规划出合适的方案，主要利用单片机与原件，芯片实现直流电机的正反转与

调速。要求能够明确体现正反转，并能明显观察出调速时速度的变化。

二实验方案及原理

脉宽调制的全称为：PulseWidthModulator、简称PWM、直流电机调速器

就是调节直流电动机速度的设备,由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是

交流电动机无法取代的,因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,由于它

的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020

型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:

工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电

扇等、得到广泛应用。

设计的系统以单片机为控制核心，通过单片机里所编写的程序控制直流电机出现

正反转的条件，以及规定速度的等级及调节速度变化时的条件。并且程序要实现

通过电路板上的数码管把直流电机所处的正反转的状态以及当下的转速等级在

数码管上显示出来。显示部分显示各段设定的转速值。单片机主要完成参数设置、

参数显示和控制输出等功能然后通过单片机输出控制量连接相对应的硬件电路

。

从而推动电机的状态变化。通过单片机以后连接的硬件电路主要是恒压恒流桥式

2A驱动芯片L298,该芯片内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直

流电机或一个两相电机，这里我们只采用一个两相电机，然后在通过L298以后

再连接一个电机即可。（一共四个按键，其中一个按键是转向切换键，起始时的

默认状态时正转，一个按键是停止键，一个是增速键一个是减速键，一共两个数

码管，前面的一个数码管显示工作状态，后面的显示速度等级。）

实现正反转的原理：通过电枢电压的极性来改变直流电机的转速。

实现调速的原理：通过脉冲宽度调制来控制电动机的速度。其作用过程如下：

在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按

一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。

设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax,设占空比为D=t／T，则电机的

平均速度为

Vd=Vmax*D

式中，Vd——电机的平均速度；

Vmax——电机全通电时的速度(最大)；

D=t／T占空比。

由公式可见，当我们改变占空比D=t／T时，就可以得到不同的电机平均速度，

从而达到调速的目的。严格地讲，平均速度与占空比D并不是严格的线性关系，

在一般的应用中，可以将其近似地看成线性关系

三方案模块设计及介绍

1电模块设计图：

2主控制模块的设计

89C52单片机的介绍

89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh

ProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微

处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器

的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL

高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相

兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C52

是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式

控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

89C52的主要特性和结构特点

89C52的主要特性有：1.与MCS-51兼容；2.有8K字节可编程闪烁存储器;3.

寿命长1000写/擦循环.数据保留时间可以达到10年；4.三级程序存储器锁定

5.具有128*8位内部RAM;5.32可编程I/O线和两个16位定时器/计数器还有5

个中断源；6.可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电

【5】

路。

89C52的IO口介绍

P口：P口为一个8位漏级开路双向I/O