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文档介绍：四川工程职业技术学院《单片机应用技术实验指导书》
实验十二小车运动及速度控制
一、实验目的
小车在运动中,控制小车的控制速度是必要,通过控制小车驱动电机的电流可以实现
对电机速度的控制。采用 PWM 脉冲可以方便的实现电机的速度控制。P89V51RD2 单片
机具有 PCA 阵列,可以通过编程输出 5 路 PWM 脉冲。本实验通过编程产生 PWM 脉冲控
制电机速度,从而控制小车实现各种动作。知识要点:
P89V51RD2 单片机产生 PWM 脉冲,实现电机速度控制的方法。
。
二、预备知识
单片机的 PCA 模块和 PWM 功能
PWM 脉冲叫脉宽可调脉冲,这种脉冲的高电平时间和低电平时间的比例可以调整。
脉冲的高电平时间于脉冲周期的比值叫做占空比。PWM 脉冲在电机调速领域应用较多。
在小车上,可以用于调整小车的驱动电机的转速,从而调整运行速度。
P89V51RD2 单片机的 PCA 阵列由脉冲信号源选择、PCA 计数器、和 5 个捕捉/比较模
块组成,其结构如图 3-14 所示。
模块 0

模块 1
定时器 0 脉冲
来源计数器模块 2
内部 fOSC/6 PAC
从 输入选择
模块 3

模块 4

图 3-14 PCA 模块框图
当比较/捕捉模块工作与比较模式时,可以用于产生 PWM 脉冲,它包含了 5 个比较/
捕捉模块,可以用于产生 5 路 PWM 脉冲,5 路 PWM 脉冲的输出端是 ~。小车电
路中使用了 ~,具体功能入下表:
表 3-4 驱动电路端口定义
引脚功能
右电机反转驱动脉冲输出端,使用比较/捕捉模块 1(CEX1)
右电机正转驱动脉冲输出端,使用比较/捕捉模块 2(CEX2)
左电机反转驱动脉冲输出端,使用比较/捕捉模块 3(CEX3)
左电机正转驱动脉冲输出端,使用比较/捕捉模块 4(CEX4)
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四川工程职业技术学院《单片机应用技术实验指导书》
在小车控制电路中,由于以上 4 路脉冲经过非门后作用于电机驱动电路,因此电机的
转速与脉冲的占空比成反比。在使用时要注意这一点。
PWM 脉冲的频率由脉冲源和 PCA 计数器决定。脉冲源有三种选择,分别是内部时钟
脉冲、外部脉冲和定时器 T0 溢出脉冲。内部时钟频率固定,等于振荡频率的六分之一即:
fOSC/6。在实验用小车控制板上,该内部时钟脉冲频率 2MHz。T0 溢出脉冲是 T0 计数器每
次累加到 0FFFFH(或 1FFFH 或 0FFH)后溢出而产生的脉冲,由 T0 的工作方式和初值
决定,可以通过编程修改。外部脉冲从单片机的 输入,其频率由输入脉冲信号源决定。
PCA 计数器实际上是一个 8 位的计数器,在运行过程中其数值从初值到 255 循环计
数,如果初值为 0,则其数值