直流电动机的调速用单片机产生PWM控制

偏执的太偏执、 2022-08-23 05:40 239阅读 0赞

出处：h[ttp://blog.sina.com.cn/s/blog\_6035432c0100hc8y.html][ttp_blog.sina.com.cn_s_blog_6035432c0100hc8y.html]

上一篇文章已经讲解了直流电机的驱动，怎么使它正转，反转和停止，并详细的说了一下H桥原理。今天这里写一下怎么用单片机控制直流电机的速度。

直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。

直流电机的调速方案一般有下列3种方式：

*  1、改变电枢电压；
 *  2、改变激磁绕组电压；
 *  3、改变电枢回路电阻。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。根据公式

U=aVCC

其中：U为电枢电压；a为脉冲的占空比（0<a<1）；VCC直流电压源，这里为5V。

电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制，实现了利用脉冲宽度调制技术（PWM）进行直流电机的变速。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]  
  
因为在H桥电路中，只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动，也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时，都不能工作，所以上图中的实际脉冲宽度为**B，**

我们把PWM波的周期定为1ms，占空比分100级可调（每级级差为10%），这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断，每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中，占空比是60%，即输出脉冲的为0.6ms，断开脉冲为0.4ms，这样电枢电压为5\*60%=3V。

我们讨论的是可以正转反转的，如果只按一个方向转，我们就只要把PWM1置为高电平或低电平，只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可，，如下图（Q4导通，Q3闭合，电机只能顺时针调整转动速度）

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

**C语言代码：**

\#include<AT89X52.h>  
\#define uchar unsigned char  
\#define uint unsigned int

sbit K5=P1^4;  
sbit K6=P1^5;  
sbit PWM1=P1^0;  
sbit PWM2=P1^1;  
sbit FMQ=P3^6;

uchar ZKB1,ZKB2;  
  
void delaynms(uint aa)  
\{  
uchar bb;  
while(aa--)  
\{  
for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序  
\{  
;  
\}  
\}  
  
\}

void delay500us(void)  
\{  
int j;  
for(j=0;j<57;j++)  
\{  
;  
\}  
\}  
  
void beep(void)  
\{  
uchar t;  
for(t=0;t<100;t++)  
\{  
delay500us();  
FMQ=!FMQ; //产生脉冲  
\}  
FMQ=1; //关闭蜂鸣器  
delaynms(300);  
\}

void main(void)  
\{  
TR0=0; //关闭定时器0  
TMOD=0x01; //定时器0，工作方式1  
TH0=(65526-100)/256;  
TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次  
EA=1; //开总中断  
ET0=1; //开定时器0中断  
TR0=1; //启动定时器T0  
ZKB1=50; //占空比初值设定  
ZKB2=50; //占空比初值设定  
while(1)  
\{  
if(!K5)  
\{  
delaynms(15); //消抖  
if(!K5) //确定按键按下  
\{  
beep();  
ZKB1++; //增加ZKB1  
ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少  
\}  
\}  
if(!K6)  
\{  
delaynms(15); //消抖  
if(!K6) //确定按键按下  
\{  
beep();  
ZKB1--; //减少ZKB1  
ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2增加  
\}  
\}  
if(ZKB1>99)  
ZKB1=1;  
if(ZKB1<1)  
ZKB1=99;  
  
\}  
\}

void time0(void) interrupt 1  
\{  
static uchar N=0;  
TH0=(65526-100)/256;  
TL0=(65526-100)%256;  
N++;  
if(N>100)  
N=0;  
if(N<=ZKB1)  
PWM1=0;  
else  
PWM1=1;  
if(N<=ZKB2)  
PWM2=0;  
else  
PWM2=1;

//显现：电机转速到最高后，也就是N为1或99时，再按一下，就变到99或1，  
//电机反方向旋转以最高速度

[ttp_blog.sina.com.cn_s_blog_6035432c0100hc8y.html]: http://blog.sina.com.cn/s/blog_6035432c0100hc8y.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220721/018741fe68984724aa62b40f6871a53d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220721/e0ae4d60fec4409d908e0cd1d5794cee.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220721/d9c1eb766c564ba1a9ea5e6ccd221773.png