【正文】 d與占空比D并非嚴(yán)格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似的看成是線性關(guān)系。 PWM信號的占空比設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機的平均速度；Vmax 是指電機在全通電時的最大速度；D = t1 / T是指占空比。也正因為如此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。在PWM驅(qū)動控制的調(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。3 PWM脈寬調(diào)制原理3．1 PWM調(diào)速原理PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。2．3 系統(tǒng)框架設(shè)計直流電機PWM調(diào)速方案方案說明：直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)以AT89S52單片機為控制核心，由命令輸入模塊、LED顯示模塊及電機驅(qū)動模塊組成。直流電機PWM控制實現(xiàn)部分主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅(qū)動模塊組成。該直流電機PWM控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成：設(shè)計輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨立式鍵盤來實現(xiàn)對直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和急停控制。這部分電路主要由AT89S52單片機的I/O端口、定時計數(shù)器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。2．2 設(shè)計思路直流電機PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：實現(xiàn)對直流電機的加速、減速以及電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和急停，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。過載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,可實現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn)。2 系統(tǒng)論述2．1設(shè)計背景近年來，隨著科技的進(jìn)步，電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，直流電機得到了越來越廣泛的應(yīng)用。PROCESSOR即數(shù)字信號處理器)的出現(xiàn)，為采用新的控制理論和控制策略提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，使電機傳動的自動化程度大為提高。高性能的微處理器如DSP (DIGITAL 通過微處理器控制，可使電機的性能有很大的提高?，F(xiàn)在帶微處理器的可編程控制器，已經(jīng)在各種的機床設(shè)備和各種的生產(chǎn)流水線中普遍得到應(yīng)用，通過對可編程控制器進(jìn)行編程就可以實現(xiàn)對電機的規(guī)律化控制。為微處理器普遍用于控制電機提供了可能，利用微處理器控制電機完成各種新穎的、高性能的控制策略，使電機的各種潛在能力得到充分的發(fā)揮，使電機的性能更符合工業(yè)生產(chǎn)使用要求，還促進(jìn)了電機生產(chǎn)商研發(fā)出各種如步進(jìn)電機、無刷直流電機、開關(guān)磁阻電動機等便于控制且實用的新型電機，使電機的發(fā)展出現(xiàn)了新的變化。微處理器誕生于上個世紀(jì)七十年代，隨著集成電路大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造工藝的迅速發(fā)展，微處理器的性價比越來越高。所以，全數(shù)字直流調(diào)速控制精度、可靠性和穩(wěn)定性比模擬直流調(diào)速系統(tǒng)大大提高。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，微處理器已經(jīng)廣泛使用于直流傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了全數(shù)字化控制。所以選用單片機作為控制系統(tǒng)的核心以提高整個系統(tǒng)的可靠性和可行性。隨著計算機檔次的不斷提高，功能的不斷完善，單片機已越來越廣泛地應(yīng)用在各種領(lǐng)域的控制、自動化、智能化等方面，特別是在直流電動機的調(diào)速控制系統(tǒng)中。直流電動機的起動和調(diào)速性能、過載能力強等特點顯得十分重要，為了能夠適應(yīng)發(fā)展的要求，單閉環(huán)直流電動機的調(diào)速控制系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展。單片微型計算機的誕生是計算機發(fā)展史上的一個新的里程碑。其基本原理是用改變電機電樞電壓的接通和斷開的時間比（即占空比）來控制馬達(dá)的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中當(dāng)電機通電時，其速度增加，電機斷電時其速度降低。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)造了許多新的電樞電壓控制方法。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。直流電動機轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類：勵磁控制閥與電樞電壓控制法。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點。在實際應(yīng)用中，電動機作為把電能轉(zhuǎn)換為機械能的主要設(shè)備，一是要具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率；二是應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求調(diào)整轉(zhuǎn)速。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變了人類的生活。而以往直流電動機的控制只是簡單的控制，很難進(jìn)行調(diào)速，不能實現(xiàn)智能化?；贏T89S52單片機直流電機PWM控制系統(tǒng)1 緒論直流電動機在冶金、礦山、化工、交通、機械、紡織、航空等領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。如今，直流電動機的調(diào)速控制已經(jīng)離不開單片機的支持，單片機應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了自動控制技術(shù)的發(fā)展，使人類社會步入了自動化時代，單片機應(yīng)用技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展和專業(yè)更新，引發(fā)了新興交叉學(xué)科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。由于單片機的體積小、重量輕、功能強、抗干擾能力強、控制靈活、應(yīng)用方便、價格低廉等特點，計算機性能的不斷提高，單片機的應(yīng)用也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動化等方面。電動機的調(diào)速性能如何對提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率和節(jié)省電能有著直接的決定性影響。直流電機由于具有速度控制容易，啟動制動性能良好，且能在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點而在電力、冶金、機械制造等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。勵磁控制法控制磁通，其控制功率雖然小但低俗時受到磁場飽和的限制，高速時受到換向火花和轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)強度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大動態(tài)響應(yīng)較差。傳統(tǒng)的改變端電壓的方法是通過調(diào)節(jié)電阻來實現(xiàn)的，但這種調(diào)壓方法效率低。其中脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation,PWM）是常用的一種調(diào)速方法。只要按照一定的規(guī)律改變通斷電的時間，就可使電機的速度保持在一穩(wěn)定值上。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，以及市場對產(chǎn)品功能和性能的要求不斷提高，直流電動機的應(yīng)用更加廣泛，尤其是在智能機器人中的應(yīng)用。而作為單片嵌入式系統(tǒng)的核心—單片機，正朝著多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價格、大存儲容量和強I/O功能等方向發(fā)展。這是因為單片機具有很多優(yōu)點：體積小，功能全，抗干擾能力強，可靠性高，結(jié)構(gòu)合理，指令豐富，控制功能強，造價低等。早期直流傳動的控制系統(tǒng)采用模擬分離器件構(gòu)成，由于模擬器件有其固有的缺點，如存在溫漂、零漂電壓，構(gòu)成系統(tǒng)的器件較多，使得模擬直流傳動系統(tǒng)的控制精度及可靠性較低。由于微處理器以數(shù)字信號工作，控制手段靈活方便，抗干擾能力強。所以，直流傳動控制采用微處理器實現(xiàn)全數(shù)字化，使直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)入一個嶄新的階段。此外，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，制作工藝的提升，使得大功率電子器件的性能迅速提高。對于簡單的微處理器控制電機，只需利用用微處理器控制繼電器、電子開關(guān)元器件，使電路開通或關(guān)斷就可實現(xiàn)對電機的控制。對于復(fù)雜的微處理器控制電機,則要利用微處理器控制電機的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等，使電機按給定的指令準(zhǔn)確工作。目前相比直流電機和交流電機他們各有所長，如直流電機調(diào)速性能好，但帶有機械換向器，有機械磨損及換向火花等問題；交流電機，不論是異步電機還是同步電機，結(jié)構(gòu)都比直流電機簡單，工作也比直流電機可靠，但在頻率恒定的電網(wǎng)上運行時，它們的速度不能方便而經(jīng)濟地調(diào)節(jié)[2]。SIGNAL 在先進(jìn)的數(shù)控機床等數(shù)控位置伺服系統(tǒng)，已經(jīng)采用了如DSP等的高速微處理器，其執(zhí)行速度可達(dá)數(shù)百萬兆以上每秒，且具有適合的矩陣運算。直流它具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、方便,調(diào)速范圍廣。需要能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求，從而對直流電機的調(diào)速提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速，改變電樞電壓調(diào)速等技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，這時通過PWM方式控制直流電機調(diào)