基于单片机的直流电机控制系统研究

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1、基于单片机的直流电机控制系统研究　　摘要：本文以凌阳16位单片机SPCE061A作为直流电机控制系统的控制中心，结合SPCE061A板、电机控制模组以及电源等模块单元，通过61板上的3个按键设定电机的转动方向、转速；实时测量电机的实际转速，并在LED数码管上显示出来；对电机进行PID转速调节，使其转速趋近于设定值。测试结果表明：该系统实现了普通直流电机的正转、反转、测速和调速等功能。　　关键词：单片机SPCE061A直流电机控制测量　　中图分类号：TM33文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）1

2、2-0031-02　　电动机的控制技术在近二十年有了翻天覆地的变化，其中电功机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用，并正向全数字控制的方向快速发展。电动机的驱动部分所用的功率器件经历几次更新换代，目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。脉宽调制控制方法（PWM和SPWM）、变频技术在直流调速和交流调速中获得广泛的应用。永磁材

3、料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型的电动机。如永磁直流电动机、交流伺服电动机、开关磁阻电动机、超声波电动机、专为变频调速设计的交流电功机等。这―4切变化似乎都在瞬间完成的，让人感觉到了技术进步的魅力。　　1、系统整体方案　　本系统由一块SPCE061A精简开发板（61板）和一块电机控制模组构成，SPCE061A单片机作为主控芯片，通过I/O端口来控制SPGT62C19B电机驱动芯片，结合电机控制模组构成系统，从而实现对直流电机的控制，系统框图如图1所示。本次设计所用的电机是普通的直流电机，这种电机有

4、两根引线，在引线上加上足够的电压电流就可以转动，更换电压极性就可改变转向。直流电机采用SPGT62C19B芯片驱动，驱动电压5-12V，电机转速调节范围30-60转/秒，步进值≤2转/秒；电机模组上的光栅转盘和红外对管将直流电机的转动信息反馈给单片机，单片机针对测得的实际转速来调节SPGT62C19B的控制状态，从而使转速趋近预设置。同时，电机转速可由4位数码管显示出来。61板的三个按键用来对直流电机的转动方向和转速等进行设定。　　2、系统软件设计　　系统软件由初始化设置、中断服务程序、子程序、电机方向和速度输

5、出程序等部分组成，主控程序实现其各个功能模块的调用。主要包含下列模块：按键扫描：扫描1×3键盘，获取键值，包括Key.asm程序文件和Key.inc、Key.h头文件；数码管显示：LED数码管显示驱动程序，该模块包括DIG.asm程序文件，以及DIG.inc和DIG.h头文件；直流电机控制：该模块通过控制SPGT62C19B芯片，实现直流电机的转动控制以及转速检测。上述功能模块组成两层单向调用结构，各模块之间的调用关系如图2所示。4　　主控程序负责控制整个系统的工作流程，判断按键值、控制数码管显示，以及控制电机

6、转动等。主程序由初始化设置、中断服务程序、子程序、电机方向和速度输出程序等部分组成，在系统初始化（初始化时钟、中断、变量等）之后，显示默认的电机转速设定值，并等待按键输入。通过三个按键来操作其程序的运行，当有键按下后，调用对应的子程序，完成特定的功能，其流程如图3所示。　　3、系统整体测试　　系统操作方法比较简单，主要通过61板上的三个按键完成，整体操作过程如表1所示。　　通过表1中操作步骤可对系统功能进行总体测试，实际测试结果表明：该系统完全能够完成预期设计功能。　　4、结语　　本文以凌阳16位单片机SPCE

7、061A作为直流电机控制系统的控制中心，结合SPCE061A板、电机控制模组以及电源等模块单元，实现了普通直流电机的转速测量和转速功能，包括正转、反转及测速等功能。　　参考文献　　[1]罗亚非.凌阳十六位单片机应用基础.北京：北京航空航天大学出版社，2003.　　[2]凌阳科技.凌阳16位单片机开发实例.北京：北京航空航天大学出版社，2006.　　[3]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京：电子工业出版社，2005.4　　[4]北阳资料.C语言在凌阳十六位单片机中的应用.北京：北京航空航天大学出版社，2

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