文档介绍：期刊论文(直流电动机PWM调速)
单片机在直流电动机控制中的应用
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【摘要】本文介绍了以AT89C51单片机为控制核心的小型直流电机PWM调速控制系统的原理及其实现方法。【关键词】 AT89C51、直流电机、PWM调速直流电机的控制系统很多，而对于小型直流电机以单片机控制较为适合。使用单片机控制，系统简单，而且成本较低，易于推广使用，是直流电机发展的一个方向。目前在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，比如：汽车行业中的各种风扇、刮水器、反视镜、宾馆中的自动门、自动窗帘、自动给水系统等。
一、系统功能和方案说明 1．系统功能
本系统实现的功能如下：
（1）通过按键实现直流电机的正转、反转、停止及PWM调速等功能；
（2）在进行相应操作时，对应的LED指示灯被点亮。
2．系统方案
根据系统设计的功能要求，确定系统由单片机最小系统模块、输入模块、PWM电机驱动模块以及显示模块等组成。系统总体框图如图1所示。
图1 系统总体框图二、硬件设计
硬件系统由单片机最小系统、输入、显示和PWM驱动电路等组成。
1．单片机最小系统电路的设计
单片机选用AT89C51，该芯片价格低廉，且内有4KB Flash存储器，便于编程、调试。片上Flash允许程序存储器在系统可
编程，亦适于常规编程器。对于内部带有程序存储器的AT89C51单片机，若上电工作时，所需要的电源、复位电路和晶体振荡电路齐全，即可构成完整的单片机最小系统。若再连接上外部设备，就可以对其进行检测和控制。这种维持单片机运行的最简单配置系统，称为单片机最小系统电路，主要包括时钟电路和复位电路。单片机最小系统电路如图2所示。
图2 单片机最小系统电路 2．输入电路的设计
键盘接口电路如图3所示。键盘采用独立联接式接法，每个按钮都单独占用一根1/0线，每根1/0线的工作状态不会相互影响。独立式按键电路比较简单，判断有无按键按下只需根据相应端口电平高低。在此电路中，按键输入采用低电平有效，上拉电阻保证按键断开时1/0线有确定的高电平。本系统共设置5个按键，分别为加速键、减速键、正转键、反转键和停止键。
图3 键盘接口电路 4．显示电路的设计
显示输出通过3只发光二极管实现，如图4所示。当电机正转时，D1发光二极管亮；当电机反转时，D2发光二极管亮；当电机停止运转时，D3发光二极管亮。
图4 显示电路
5．直流电机PWM驱动模块的设计单片不要直接驱动电机，这样单片机会被电机的感应电流烧坏的。一般来说，使用一个功率三极管的驱动电路，就可以驱动一个小的直流电机。若想控制电机方向和转速，可以使用PWM原理的H桥式驱动电路，如图5所示。
通过输入低电平信号，输入高电平，此时电动机左端呈现高电平，右端呈现低电平，电机正转；反之，通过输入高电平，为低电平信号，电机反转；当、同时为高电平或低电平时，电机停止运转；由单片机通过和其中一口输出与转速相对应的PWM脉冲，另一口输出高