基于單片機控制的直流電機系統(tǒng)設(shè)計-展示頁
2025-01-25 13:14本頁面
【正文】 術(shù)對電機進行控制，通過對占空比的計算達(dá)到精確調(diào)速的目的。用軟件代替環(huán)形分配器,達(dá)到了對步進電機的最佳控制。 第12頁單片機直流電機摘 要本設(shè)計以AT89C51單片機為核心，以4*4矩陣鍵盤做為輸入達(dá)到控制直流電機的啟停、速度和方向，完成了基本要求和發(fā)揮部分的要求。采用AT89C5單片機來控制直流電機,實現(xiàn)了軟件與硬件相結(jié)合的控制方法。采用的H橋驅(qū)動器使直流電機在開環(huán)狀態(tài)下達(dá)到較高的變速轉(zhuǎn)速,同時斷電相不產(chǎn)生負(fù)的轉(zhuǎn)矩分量,其能量被輸入到電源,即將接通的下一相中去,增大了電流容量,提高了其工作的可靠性。關(guān)鍵詞：直流電機，PWM技術(shù)，占空比，H橋驅(qū)動器 目 錄1設(shè)計方案比較與分析 1 1 PWM調(diào)速工作方式 1 PWM調(diào)脈寬方式 2 PWM軟件實現(xiàn)方式 22系統(tǒng)分析與設(shè)計 2 3 4 5 PWM脈寬控制 8 9 9 103測試結(jié)果與分析 11致 謝 12參考文獻(xiàn) 131設(shè)計方案比較與分析 方案1：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達(dá)到調(diào)速的目的。更主要的問題在于一般電動機的電阻很小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。這個方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢、機械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。用單片機控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。兼于方案3調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，因此本設(shè)計采用方案3。雙極性工作制是在一個脈沖周期內(nèi)，單片機兩控制口各輸出一個控制信號，兩信號高低電平相反，兩信號的高電平時差決定電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。單極性工作制是單片機控制口一端置低電平，另一端輸出PWM信號，兩口的輸出切換和對PWM的占空比調(diào)節(jié)決定電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。 PWM調(diào)脈寬方式調(diào)脈寬的方式有三種：定頻調(diào)寬、定寬調(diào)頻和調(diào)寬調(diào)頻。 PWM軟件實現(xiàn)方式方案1：采用定時器做為脈寬控制的定時方式，這一方式產(chǎn)生的脈沖寬度極其精確，誤差只在幾個us。但是基于不占用定時器資源，且對于直流電機，采用軟件延時所產(chǎn)生的定時誤差在允許范圍，故采用方案2。 設(shè)計方案硬件框圖鍵盤向單片機輸入相應(yīng)控制指令，另一口輸出低電平，經(jīng)過信號放大、光耦傳遞，驅(qū)動H型橋式電動機控制電路，實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的控制。電動機所處速度級以速度檔級數(shù)顯示。移動速度分7檔，快慢與電動機所處速度級快慢一一對應(yīng)。 H型橋式驅(qū)動電路PWM電路由四個大功率晶體管組成H型橋式電路構(gòu)成，四部分晶體管以對角組合分為兩組：根據(jù)兩個輸入端的高低電平?jīng)Q定晶體管的導(dǎo)通和截止。4個電感在電路中是起防止電動機兩端的電流和晶體管上的電流過大
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