直流电动机转速控制技术

1.设计目的

（1）了解PWM的原理。

（2）复习ADC0809的工作原理，掌握其编程方法。

（3）掌握用PWM技术控制电动机转速的实现方法。

2.设计要求

（1）通过ADC0809对0～5V电压值进行采样。

（2）根据采样值产生占空比不同的PWM信号，控制电动机转速。

3.原理说明

PWM是一种非常常用的数字信号控制模拟电路的方法，在测量、通信等诸多领域广泛地应用。从本质上看，PWM是一种模拟信号电平幅度的数字编码，通过使用高分辨率的计数器调制方波的占空比，即脉宽调制，从而使模拟信号幅度的有效值得到改变。PWM信号仍然是一种数字信号，这是因为在某一时刻，直流电平要么出现，要么不出现。电源以一系列脉冲的形式给负载供电。在带宽足够的情况下，任何模拟电平值都可由PWM产生。直流电动机的转速可通过PWM信号施以不同的平均电压来控制。

利用单片机的I/O口输出不同占空比的PWM信号，高、低电平的宽度用定时器延时实现。

编程要点如下。

（1）由P1.0引脚产生PWM信号。

（2）用定时器T1产生高、低电平的基准时间（25μs）。

（3）启动ADC0809，延时读转换结果，高4位送入R4（忽略低4位），用0FH减去高4位送入R5。(www.xing528.com)

（4）R4存放P1.0为高电平的延时次数。

（5）R5存放P1.0为低电平的延时次数。

（7）设PWM信号频率为2500Hz，则周期为400μs，对12MHz的时钟频率，PWM信号全周期计数值为400，由16个基准时间组成。所以，转速分为16级，转速级数与占空比的对应关系如表7.3所示。

表7.3　转速级数与占空比的对应关系

4.硬件电路

硬件接线包括两部分：第一部分为单片机与ADC0809接口电路，见7.2.6节，P1.0引脚输出PWM信号；第二部分为直流电动机驱动电路，如图7.15所示。

5.程序流程图

直流电动机转速控制程序流程图如图7.16所示。

图7.15　直流电动机驱动电路

图7.16　直流电动机转速控制程序流程图