基于51單片機的PWM直流電機調(diào)速系統(tǒng)設計

1、基于51單片機的PWM直流電機調(diào)速系統(tǒng)設計指導老師：金印彬?qū)W生姓名：王 丹學 號：10010302班 級：測控001背景及意義v直流電機脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation簡稱PWM）調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生于年代中期。最早用于不可逆、小功率驅(qū)動，例如自動跟蹤天文望遠鏡、自動記錄儀表等。近十多年來，由于晶體管器件水平的提高及電路技術(shù)的發(fā)展，同時又因出現(xiàn)了寬調(diào)速永磁直流電機，它們之間的結(jié)合促使PWM技術(shù)的高速發(fā)展，并使電氣驅(qū)動技術(shù)推進到一個新的高度。設計要求v本設計通過熟悉MCS-51單片機原理及其系統(tǒng)設計，學習并分析直流電機調(diào)速方法，最終采用proteus軟件設計電路并測試所達到的功能和

2、技術(shù)指標。在設計中，采用了PWM技術(shù)對電機進行控制，通過對占空比的計算達到精確調(diào)速的目的。基于51單片機的PWM直流電機調(diào)速系統(tǒng)設計v1.直流電機的介紹v2.51單片機及PWM的簡介v3.總體設計v4.系統(tǒng)仿真v5.總結(jié)直流電機的介紹v直流電動機的工作原理 電磁力定律。載流導體在磁場中將會受到力的作用，若磁場與載流導體互相垂直，作用在導體上的電磁力大小為：F=BLI 力的方向用左手定則確定直流電機的介紹v直流電機總體結(jié)構(gòu)可以分成兩大部分：靜止部分（稱為定子）和旋轉(zhuǎn)部分（稱為轉(zhuǎn)子）。定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙（稱為空氣隙）。定子由定子鐵心、勵磁繞組、機殼、端蓋和電刷裝置等組成。 51單片機及PWM的

3、簡介v一個完整的計算機包括運算器、控制器、數(shù)據(jù)（程序）存儲器和輸入/輸出接口四大部分。在一個晶體芯片上集成了計算機的四大基本單位使之變成為一個完整的計算機，稱之為單片機。單片機的主要特性vAT89C51單片機有128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個16位定時器/計數(shù)器、5個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 51單片機及PWM的簡介vPWM的基本原理vPWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率，改變負載兩端的電壓，從而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應用在許多方面，比如：電機調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。v在PWM驅(qū)動控制的

4、調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并且根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機的轉(zhuǎn)速。 總體設計v總體設計方框圖 鍵盤AT89C51單片機積分電路電動機示波器ADC0808調(diào)速端總體設計v電路仿真圖如下：系統(tǒng)仿真由圖可以看出滑動變阻器的值為66%即6600歐，占空比為63.6%，此時電動機的轉(zhuǎn)速為243r/min，電壓值為2.92V。系統(tǒng)仿真v當滑動變阻器的值為80%即8000歐，占空比為81.8%，此時電動機的轉(zhuǎn)速為304r/min，電壓值為3.65V。 系統(tǒng)仿真v當滑動變阻器的值為40%即4000歐，占空比為45.5%，此時電動機的轉(zhuǎn)速為173r/min，電壓值為2.08V 總結(jié)v實驗結(jié)論：據(jù)圖比較可以發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變占空比，占空比變大電機轉(zhuǎn)速變大，占空比變小電機轉(zhuǎn)速變小。v通過這次設計，使我的設計思路有了很大的提高，使我的分析與解決實際問題能力以及動手操作能力得到了很大的鞏固和提高！通