基于单片机的直流电机控制器的设计

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1、基于单片机的直流电机控制器的设计杜淑芬身份证号码：440681198211195928摘要：直流电机PWM控制系统的功能主要有进行直流电机的加减速及电机的正转与反转，同时还能够对电机的转速进行调整，便于读出电机转速数据，使电机的智能控制得到方便的实现。木文主要围绕直流电机PWM调速器设计进行研究。关键词：AT89C51单片机；PWM调速；正反转控制；仿真。1八■>«刖目木设计主要是实现PWM调速器的正转、反转、加速、减速、停止等操作。并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块

2、，实现对电动机转速参数的显示和测量；设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。1.总体设计框图系统组成：直流电机PWM调速方案如图1.1所示：方案说明：直流电机PWM调速系统以AT89C2051单片机为控制核心，由命令输入模块LCD显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下,定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到LCD显示模块去显示，从中不仅能读取其速度，而且能知

3、晓其转向及一些温馨提不。图1:直流电机PWM调速方案1.直流电机单元电路设计与分析2.1直流电机驱动模块主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块（内含CMOSS管、三太门等）组成。2.1.1直流电机结构直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装冇磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出，2.1.2直流电机工作原理直流电机电路模型如图2.2所示，磁极N、S间装着•一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈abed。当线圈中流过电流吋，线圈受到电磁力作用，从而产生

4、旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向吋，线圈的受方向也将改变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向。2.1.3电机驱动模块的电路设计根据直流电机的工作原理，从PROTEUS选取元器件如下，放置元器件、放置电源和地］连线，我们参此设计的直流电机驱动模块电路如图2.5所示2SK1058：CMOSS管74L26：二太门1N4006：二极管VSCOURCE：电源MOTOR-ENCODER：直流电机RES：电阻AT89C51：单片机（在此并未显示）2.2直流电机的中断键盘控制模块2.2.1外部中断设置（1）外部中断允许设置中断控制寄存器IE的EXO对应INT

5、O,EX1对应INT1，EA为中断的总开关，若要开放外部中断，只要将IE对应的位和总开关EA置1即可。如：开放外部中断0的设置：SETBEXOSETBEA开放外部中断0和1的设置：SETBEXOSETBEX1SETBEA(2)外部中断触发方式设置单片机外部中断有两种触发方式，一种是电平触发方式，另一种是脉冲触发方式，单片机外部中断触发方式与TCON的IT位有关。图2:1602液晶显示模块组成1.直流电机PWM控制系统的实现直流电机PWM调制控制系统具冇加速、减速、正转、反转、停止控制功能。操作开关通过中断控制直流电机的加速、减速、正转、反转、停止控制功能，并通过LCD

6、液晶显示。振荡、吋钟电路和复位电路由80C51单片机内部给出。直流电机转动速度由LCD液晶显示。操作开关状态由液晶显示器显示。2.系统仿真LCD液晶显示电路的系统仿真与调试：在PROTEUS运行环境中首先检验LCD显示电路，添加程序，运行LCD液晶显示电路能，系统若运行成功将得到如图4.1。此后在之前的电路基础之上再拓展带中断的独立式键盘。3.总结语经试验测试本设计冇效地实现了PWM调速器的正反转与加减速、停止等操作，同是使电路的仿真进到有效的实现。另外简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高，表明以上设计切实可行。参考文献:[1】徐淑华，

7、程退安，姚万生.单片微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2012.[2】徐惠民，安德宁.单片微型计算机原理、接口及应用.北京：北京邮电大学出版社，2010.