单片机综合实验-PWM直流电机调速

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1、武汉工程大学实验报告实验课程单片机综合实验实验项目单片机控制电机转速实验（PWM）专业名称07级通信工程实验日期2009年11月27日班级02班指导教师苏文静实验地点机电楼40815/15实验目的1.了解直流电机PWM的工作原理2.基础要求：编程并实现直流电机的调速，LED显示电机的转速，即电位器输出（开环）3.扩展要求：编程并实现直流电机的调速，以SPEED口输出的信号为反馈显示电机的实际转速（闭环）实验原理1.PWM的调速原理PWM调速是通过改变输出脉冲的占空比，从而改变电机转速的一种调速方法。PWM调速分为单极性和双极性两种。在单极性方式

2、下，电机的转动方向不变，改变的只是转速；而在双极性方式下，电机的转动方向和转速都是可变的。以下以单极性为例说明PWM调速的基本原理。假设一个脉冲周期内，高电平电压为Us，持续时间为t1；低电平为0V，持续时间为t2。则脉冲周期T=t1+t2，该周期内平均电压U0=t1*Us/T。令α=t1/T，则U0=α*Us，α表示占空比。当高电平电压不变的情况下，电机两端电压的平均值U0取决于占空比α的大小。改变α值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，这就是PWM调速原理。在双极性方式下，如果U0为负，意味着电机将反转，转速由U0的绝对值控制。2

3、.对象模块（PWM电机调速模块）工作原理直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成。模块的电源由接口总线引入。本模块中使用的电机为5V的直流电机。l电机测速部分（1）直流电机测速原理介绍电机测速部分由一个霍尔开关和信号放大电路组成。与电机同轴的转盘上装有两块的强力磁钢，它们的磁极性相反，以保持转盘的平衡并保证转盘每转一周霍尔开关只导通一次。霍尔开关平时输出为正电压，当转盘上的磁钢与霍尔开关正对时，霍尔开关输出负电压，经整形、放大输出。单片机通过对负脉冲计数，可计算出电机的转速。（2）电机测速部分电路原理及说明3144为霍尔开关，

4、整形、放大由LM358完成。第一级358作为比较器使用，第二级作为电压跟随器。SPEED为负脉冲输出接口，对应于模块上的SPEED插孔。（3）电机测速部分电路测试方法将模块插在接口挂箱或对象挂箱上并接通电源，电机应转动。用示波器在SPEED插孔处可以看到连续的负脉冲。15/15Q13144R41MR210KVCC1+2-1LM358VCC1+2-2LM358Speed15/1515/15R1100R310KR5R61k10k15/15VCCVCClPWM调速部分（1）PWM调速电路原理及说明JUMP跳线为极性选择。2、3脚短接（

5、模块上选择D端）为双极性；1、2脚短接（模块上选择S端）为单极性。单极性时，PWMIN为高，电机两端无电压；PWMIN为低，电机两端为正电压。双极性时，PWMIN为高，电机两端为负电压；PWMIN为低，电机两端为正电压。（2）PWM调速电路基本测试方法将CPU模块的P1.0~P1.1分别接至CPU挂箱的K1~K3，T0接PWM调速模块的PWMIN，模块的跳线1、2脚短接。运行测试程序，改变K1~K3的值，电机转速应随之变化。VCCVCC15/15PWMINJ131U1A3274LS00R11KR21K1U2A3R321KQ12N9012Q

6、32N9013D1IN4001D2IN400115/15274LS001VCC+B1Motor15/151U3A1KR43R521K74LS00R6Q42N9012AD3-IN400115/151K15/15Q22N9013D4IN400115/153.电位器模块电位器模块为一个10K的可调电阻，通过调节电位器上的旋钮可以改变电位器的电压输出。此电位器的电压输出为0~5V模拟电压。通过连接ADC0809可将电位器的模拟电压转换为数字量，提供给单片机使用。15/154.ADC0809模块ADC0809是一种逐次比较式8路模拟输入、8位

7、数字量输出的A/D转换器。ADC0809START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号。实验电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换，故启动A/D转换只需如下两条指令：MOVDPTR，#PORTMOVX@DPTR,AA中为何内容并不重要，这是一次虚拟写。在中断方式下，A/D转换结束后会自动产生EOC信号，将其与8031CPU板上的INT0相连接。在中断处理程序中，使用如下指令即可读取A/D转换的结果：MOVDPTR，#PORTMOVXA，@DPTRDQCKQ15/15U?19XTAL118XTAL29RST3

8、1EA/VPP29PSEN30ALE10P3.0/RxDVCCVCC40P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD3