基于pic单片机直流电机控制器的设计与实现

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1、第22卷第4期机电产品开簋与刨新Vo1．22，No．42009年7月Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsJuly．，2009文章编号：1002—6673(2009)04—156—03基于PIC单片机直流电机控制器的设计与实现徐海，徐瑞丽(河南职业技术学院，河南郑州450046)摘要：直流电机因其转速调节灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。本文应中国电子科技集团第27研究所的要求，设计开发了一套基于PIC单片机的直流电机多速控制器，作为其配套的试验装置。运行结果表明，系统

2、实现了直流电机的高精度多速度控制．达到了性能指标要求。目前已经进入试验阶段。关键词：直流电机；PIC单片机；多速控制中图分类号：TH一39文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2009．04．066段和转速参数。能够脱机工作：每个时间段为0秒到几0引言I十分钟，精确到0．Is；转速范围0～4000rpm；从启动到目前，自动化控制系统已经得到了广泛的应用和发i最高转速用时6rain；转速误差小于3％；用数码管显示展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产时间和转速参数。中起着主要作用。长期以来，直流电动机因其转速调节l(2)主要设计工作。本文在

3、选定直流电机、编码比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能l器、直流伺服放大器的基础上，完成系统整体方案设好等特点，一直在传动领域占有统治地位。它广泛应用计，并实现以PIC单片机为核心的直流电机多速控制系于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。随着现I统，主要工作有：控制系统总体方案设计；控制系统的代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求{硬件设计；控制系统的软件设计；在PC机上完成直流愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。为此，研究l电机运行参数界面设计和串行通信设计；完成控制系统并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分的组装与调试。重要的现实意义。随着

4、微电子技术的发展，微机功能的l2系统总体方案不断提高以及电力电子、计算机控制技术的发展，电气l传动领域出现了以微机为核心的数字控制系统。计算机l根据系统功能要求和技术指标，系统总体方案设计的发展可以使复杂的控制规律较方便的实现，以计算机如图1所示为核心的数字控制技术成为自动化控领域的主流，也给lj服—一直流电气传动的发展注入了新的活力，使电气传动进入lL————一苴了更新的发展阶段。：键盘亡二=>机片fA1技术指标与设计PC亡=：>!lll!!f、B本文应中国电子科技集团第27研究所的要求．设图1直流电机多速控制系统结构图计开发了一套基于PIC单片机的直流电机多速控制系Fig．1B

5、lockdiagramofDCmotormultispeedeontroHer统。作为其配套的实验装置。system(1)主要技术指标及功能要求。负载为一直径小于系统以PIC16F877A单片机作为中央处理单元。通10cm、厚度为lcm、质量在50～lOOg的圆盘：用小键盘过键盘设置各段运行参数．也可通过电脑设置下载到单设置l0个时间段和转速参数：在电脑上设置l0个时间片机。单片机输出二进制控制量，经D／A转换电路将对应模拟电压送到直流伺服放大器的设定值输入端。伺服收稿日期：2009—03．27作者简介：徐海(1969-)，男，河南新乡人，硕士研究生。放大器根据输入的模拟电压而输出

6、对应的电压来控制直流电机的转速。和直流电机同轴的光电编码器E输出研究方向：智能自动化装置。156·测试与控制·A、B两路方波信号送到伺服放大器和整形电路．通过下，没有按键按下则继续扫描，反复扫描键盘的过程为整形电路送到单片机用于测量转速。伺服放大器不断比待机状态；有按键按下通过延时等待lOOms再检验该键较设定值和实际值，根据比较获得的误差调节伺服放大是否连续保持闭合的状态，若闭合再调用按键查询子程器的输出电压。显示部分显示各段设定的时间值、转速序确认键值：是设置键进入到键盘设置参数程序：是运值和测量的转速值：单片机主要完成参数设置、转速测行键进入到电机运行程序：是下载键进入到参数

7、下载程量、参数显示和控制输出等功能。序；其它键值则返回到待机状态。(2)上位机设置界面程序。参数设置界面既人机界3系统硬件电路设计面，主要实现电机转速参数的设置和串行通信。图3为PIC单片机硬件电路主要由键盘输入电路，D／A转系统参数设置界面。左侧段位、时间、转速值为设置的换电路，数字显示，串行通信电路，直流伺服放大器连10个时间段各段的参数。开始按钮用于打开串行通信接接电路等组成。口。在单片机处于接收参数状态下，按各段的确定按本文选择Microchip的PIC单片机