基于单片机的直流电机pwm调速系统设计与开发

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1、第30卷第6期煤炭技术Vol.30,No.062011年6期CoalTechnologyJune,2011基于单片机的直流电机PWM调速系统设计与开发庹朝永（湖南机电职业技术学院，长沙410151）摘要:当前，直流电机因其速度可调等种种优点，在实际生产中得到了广泛的应用。直流电机的脉宽调制方法是直流电机调速方法中比较常见的。文章对基于单片机的直流电机PWM调速系统做了一定的研究，利用STC89S52单片机的定时器产生PWM脉冲，经过光耦的隔离之后，进行功率的放大，构成H桥驱动电路，从而驱动直流电机，方便地对直流电机转速进行调节。关键词:直流电机；PWM；单片机；MOSFET中图分类号:T

2、M33文献标识码:A文章编号:1008-8725（2011）06-0062-02DesignandDevelopmementofDCMotorPWMSpeedRegulationSystemBasedonSCMTUOChao-yong（HunanElectromechanicalVocationalandTechnicalCollege,Changsha410151,China）Abstract:Inrecentyears,theDCmotoriswidelyused,foritssomanyadvantages,suchasitsspeedcanbeadjustedconvenient

3、ly,andPWMisthemostwidelyusedmethodforadjustingfortheDCmotor.ThisarticlemakessomeresearchonthePWMoftheDCmotor,andbasedonthesinglechipofSTC89S52,thepulseofPWMisgenerated,andafteritisisolated,itspowerislarger,andtheHbridgecircuitismadeupoffourMOSFET.Accordingtothemethod,thespeedoftheDCmotorcanbeadju

4、stedconveniently.Keywords:DCmotor;PWM;SCM;MOSFET控制通断时间，就能够使电机保持在一定的稳定的0引言速度，从而达到直流电机调速的目的。基于以上原理，文中设计了一种基于MC51单片机的直流电机相对于其它类型的电机而言，直流电机具有很PWM调速系统。多优点，包括速度的可控性，启动、制动的稳定性，以及调速的平滑性和经济性等。因此，直流电机在当前1系统总体方案设计的工农业生产中得到了广泛的应用。而对于直流电该直流电机PWM调速系统基于MC51单片机机的调速，当前采用的方法可以分为3类，包括改变进行设计，STC89S52单片机作为主控部件，利用单电枢回

5、路的供电电压，改变电机回路的总电阻，以及片机的定时器资源产生PWM信号，由键盘、显示改变电机励磁的磁通。利用改变电机回路电阻的方器、AD转换模块、电机驱动模块等构成系统外围器法，会有很大一部分电能转化成热量，造成很大的浪件；另外，当前机电系统不断向着自动化控制的方向费；使用励磁控制法，控制功率和能量浪费较小，但迈进，因此，文中除可利用键盘进行转速和转向的控是，电机控制的速度有所限制，在低速时受到磁饱和制外，还可以利用RS232串口通信模块，利用上位机的限制，而在高速时又受到了换向火花和换向器强计算机进行控制，可以很方便地通过计算机程序进度的限制，而且，由于励磁线圈电感而导致系统的动行远程

6、控制。系统总体框图如图1所示。态响应很差。因此，在实际应用中，对于直流电机的调速，利用较多的是改变电枢回路电压的方法。脉宽调制方法（pulsewidthmodulation），即PWM是属于改变电枢电压回路方法的一种。这种方法调节电压的基本原理是利用电枢两端电压的接通时间和断开时间之比（也就是线圈两端电压的占空比）来控制直流电机的速度，通电时电机加速，断电时电机在负载作用下减速，如果按照一定的时间来图1基于单片机的直流电机PWM调速系统总体框图收稿日期:2010-11-19;修订日期:2011-04-05作者简介:庹朝永（1962-），男，湖南澧县人，副教授，现工作于湖南机电职业技术学院

7、。第6期庹朝永：基于单片机的直流电机PWM调速系统设计与开发·63·该系统采用STC89S52单片机为控制核心，利直流电机另一个方向的运动。电机转动速度的快慢，用单片机的IO口产生PWM控制信号。该控制信号则通过两组分别导通时的占空比来控制。经过光耦的隔离保护以后，经过一定的电压放大，用直流电机电枢两端的电压值可以按照下式进行来开通场效应管IRF540，通过PWM信号控制场效计算：应管的导通时间，从而控制电机两端电压的占空比，t@U