利用单片机产生pwm信号的软件实现方法

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1、《机电技术》2008年第1期计算机技术应用利用单片机产生PWM信号的软件实现方法吴泽民王俊王景（河南科技大学车辆与动力工程学院，河南洛阳471003）摘要：根据直流电机调速的相关知识，及PWM基本原理和实现方法，介绍一种基于MCS-51单片机用软件产生PWM信号的方法，采用单个计数器和工作寄存器，以及按键相配合实现PWM信号调节。对于直流电机速度控制的实现提供了一种有效的途径。关键词：单片机PWM信号直流电机调速中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1672-4801(2008)01-20-021引言通过PWM来控制电机电压时，电动机的电枢直流

2、电机由于具有速度控制容易，启动、制绕组两端的平均电压U为：o动性能良好，平滑调速范围宽等特点，在冶金、Ut=++=(0U)/()/tttUTU=αos1121ss机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。直式中α为占空比，α＝t1/T。t1开关器件导流电动机的调速有改变电枢电压U调速、改变电通的时间，T为脉宽调制PWM的周期。占空比α枢回路串接附加电阻R调速及改变主磁通Φ调速表示了在一个周期T中，开关管导通的时间与周等三种方法。改变电枢回路串接附加电阻调速方期的比值即t1/T。α的变化范围为0≤α≤1。当法，调速电阻将消耗大量的电能，使电动机的效电源电

3、压US不变的情况下，电枢端电压U的平o率下降，而且由于调速电阻不能连续变化，使得均值取决于占空比α的大小，改变α的值就可调速不平滑，难以实现无级调速。改变主磁通Φ调以改变端电压的平均值。速方法，低速时受磁极饱和的限制，高速时受换3PWM信号实现方法与验证向器结构强度及其换向火花的限制，并且励磁线占空比是直流电机PWM调速的关键，对如何产圈电感较大，动态响应较差。所以这两种调速方生PWM信号有效控制开关管的导通与截止具有重法用得较少。目前，大多数应用场合都使用改变要的意义。最近几年来，随着单片机技术的广泛电枢电压U调速，随着电力电子技术的进步，发应用，

4、使直流电机PWM调速装置向集成化、小型化展了许多新的电枢电压控制方法，其中PWM(脉宽和智能化方向发展。目前利用单片机进行PWM控调制)是常用的一种调速方法。因此，本文提出利制，PWM信号的产生有两种方法：一种是软件的方用单片机产生PWM信号的软件实现方法。法；另一种是硬件的方法。硬件方法的实现已有2PWM基本原理很多文章介绍，这里不做叙述。PWM基本原理是通过控制固定电压的直流电本文主要介绍一种利用单片机对PWM信号的源开关频率，从而改变电机电枢的电压，进而达软件实现方法。MCS-51系列典型产品8051具有两到控制要求的一种调速方法。在脉宽调速系

5、统中，个16位计数器。通过控制其中某一个计数器和工按照一定的频率来接通和断开电源，并根据需要作寄存器，而实现从8051的任意输出口输出不同改变一个周期内“接通”和“断开”的时间，通占空比的脉冲波形,能够有效的节省单片机的资过改变电枢上平均电压的大小，从而控制电动机源。软件的基本思想是：首先将T0计数器进行初的转速。PWM调制的原理如图1示。始化使之对一基准时间计数，然后根据所需占空比对工作寄存器R2、R3、R4、R5附值（R4、R5用于重装R2、R3的值），然后根据寄存器R2、R3中值的递减控制P2.0口输出PWM脉冲的占空比。另外，还可以通过与外部

6、中断1相连的三个按键调整占空比。主要具体程序如下：LOOP:JBCTF1,CPLP；等待定时时间到图1PWM调制原理与输入输出波形图AJMPLOOP；*基金项目：河南科技大学大学生研究训练计划（SRTP）资助项目20计算机技术应用《机电技术》2008年第1期CPLP:MOVTL0,#0CEH；定时器重装AJMPINTAN；中断返回MOVTH0,#0FFHGO1:INCR4；R4的内容加１JBP2.0,CPLP1；P2.0为高电平则转CPLP1DECR5；R5的内容减１调速AJMPCPLP2；否则转CPLP2AJMPINTAN；中段返回AJMPLOOP

7、；IR3:CJNER5,#14H,GO2；R5不等于２０则转GO2CPLP1:DJNZR2,LOOP；R2减一不等零等待AJMPINTAN；中断返回CPLP2.0；等零则取反P2.0Go2:INCR5；R5加一MOVA,R5；计数器重装DECR4；R4减一MOVR3,AAJMPINTAN；中断返回AJMPLOOP根据上述程序，搭建实验电路进行调整，通CPLP2:DJNZR3,LOOP；R3减一不等零等待过示波器观测到P2.O的输出信号如图2所示。表CPLP2.0；等零则取反P2.0明本程序完全可行，能够有效获得所需的PWM信MOVA,R4；计数器重装

8、号。另外，由于PWM调速存在开关管的开和关的MOVR2,A过渡过程，就要考虑这个开和关基本频率的选择，AJM