文档介绍：-
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直流电机转速的PWM控制 测速
王鹏辉
姬玉燕
的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢的一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克制电枢上的阻转矩〔例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩〕，电枢就能按逆时针方向旋转起来。
当电枢转了180°后，导体cd边转到N极下，导体ab边转到S极下时，由于直流电源供应的电流方向不变，仍从电刷A流入，经过导体cd、ab后，从电刷B流出。这时导体cd边受力方向变为从右向左，导体ab边受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体ab和cd流入，使线圈边只要处于N极下，其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向，而在S极下时，总是从电刷B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
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L298N可承受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压*围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2．5 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。表1是L298N功能逻辑图。In3，In4的逻辑图与表1一样。由表1可知EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当EnA为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停顿，同为高电平电机刹停。
二、系统总体框图与原理说明
总体方案原理及设计框图
本设计是基于AT89c51为核心的直流调速器，由单片机控制和产生适合要求的PWM信号，该PWM信号通过驱动芯片电路进展直流调速，使输出电压平均值和功率可以按照PWM信号的占空比而变化，从而到达对直流电机调速的目的。拨码开关输入0~1*围的占空比，用
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LCD1602作为主液晶显示器，显示输入的占空比控制电机转速，能够实现较好的人机交互。
拨码开关输入模块
AT89c51单片机
LCD1602显示模块
电机驱动模块
直流电机
示波器显示PWM波形
用压控振荡器〔可用555电路构成〕来模拟直流电机的运行
总体方案设计框图
三、硬件电路图
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PWM产生方式
〔1〕PWM〔脉冲宽度调制〕是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而到达控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在很多方面，比方：电机调速、温度控制、压力控制等等。
在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开的电源，并且根据需要改变一个周期内“接通〞和“断开〞时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比〞来到达改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。正因为如此，PWM又被称为“开关驱动装置〞。PWM波形如下图：
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PWM波形图
设电机始终接通电路时，电机转速最大为，设占空比为：
则电机的平均转速为
其中指的是电机的平均速度，是指电机在全通电时最大速度，D指的是占空比。
由上面的公式可见，当改变占空比D时，就可以得到不同电机平均速度,从而到达调速的目的。
〔2〕单片机片内软件生成PWM信号
PWM信号采用单片机定时中断的方式软件模拟产生，这样实现比拟容易，可以节约硬件本钱。
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