用单片机来控制直流电动机的正反转

单片机控制直流电机正反转调速--基础简单实现
如何使用单片机控制直流电机呢？
真正控制之前我们要知道以下三点：
1、直流电机的控制是通过设置PWM波的占空比来控制直流电机的转速，占空比越大，转速越快，越小转速越低。

2、单片机的I/O口是不能直接驱动电机的，所以你还需要用一个驱动芯片。

像LG9110、CMO825L298等。

驱动芯片可以将单片机I/O输出信号放大，这样电机中流过的电流足够大，电机才能转起来。

本文采用的是L298
3、为了实现调节转速功能必须来个滑动变阻器和数模转化器
ADC0831,同时使用开关控制电机正反转。

开始行动～
OK一切就绪。

L298N控制直流电机正反转一、概述在现代工业自动化和机械设备中，直流电机因其控制简单、响应迅速等特点而被广泛应用。

直流电机的控制并非一件简单的事情，特别是要实现其正反转功能，就需要一种可靠的电机驱动器。

L298N是一款常用的电机驱动器模块，它基于H桥驱动电路，可以有效地控制直流电机的正反转，并且具备过载保护和使能控制功能，使得电机控制更为安全、可靠。

L298N模块内部集成了两个H桥驱动电路，可以同时驱动两个直流电机，且每个电机的驱动电流可达2A，使得它适用于驱动大多数中小型的直流电机。

L298N模块的控制逻辑简单明了，只需通过控制其输入逻辑电平，即可实现电机的正反转、停止等功能。

掌握L298N 模块的使用方法，对于熟悉和掌握直流电机的控制具有重要的意义。

在接下来的内容中，我们将详细介绍L298N模块的工作原理、控制逻辑、驱动电路连接方法以及在实际应用中的使用技巧，以帮助读者更好地理解和应用L298N模块，实现直流电机的正反转控制。

1. 简述直流电机在工业和生活中的重要性直流电机，作为一种重要的电能转换和传动设备，在工业和生活中发挥着至关重要的作用。

它们广泛应用于各种机械设备中，成为驱动各种工业设备和家用电器运行的核心动力源。

在工业领域，直流电机的重要性无可替代。

它们被广泛应用于各种生产线上的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、传送带等。

这些设备需要稳定、可靠的动力源来驱动，而直流电机正好满足这些需求。

它们具有高效、稳定、易于控制等优点，能够实现精确的速度和位置控制，从而提高生产效率和产品质量。

直流电机还在交通运输领域发挥着重要作用。

例如，电动汽车、电动火车、无人机等新型交通工具都采用了直流电机作为动力源。

这些交通工具需要高效、环保的动力系统来驱动，而直流电机正是满足这些需求的理想选择。

在生活中，直流电机也无处不在。

它们被广泛应用于各种家用电器中，如电扇、吸尘器、洗衣机、冰箱、空调等。

这些家电需要稳定、可靠的动力源来运行，而直流电机正是这些家电的核心动力源。

课程实训报告课程名称：单片机与接口技术实训题目：红外控制直流电机正反转任务书一、实训任务设计一款基于AT89C51单片机用红外遥控控制电机的正反转加减速。

二、设计要求1. 基本要求1).用无线模块控制电机的正反转加减速，实现自动化控制。

2).通过对AT89C51单片机的编程，实现直流电机的正反转，加减速。

3).写出详细的设计报告。

4).给出全部电路和源程序。

2. 发挥部分1).可通过PC机，对系统编程，实现直流电机转速的快慢。

摘要随着科技的不断进步，人们进入了无线电时代，它为我们的生活带来了极大的方便。

像现在的移动电话，无线网络，无线鼠标，无线键盘等都已经融入了我们的生活当中。

从我们身边的电子产品就可以看出我们已经进入了无线电时代。

本设计就是一款基于AT89C51的用无线模块控制的电机的正反转以及它的加减速。

这非常适应于在工厂使用，特别是在工业控制中。

可以想象，机器在工厂运转时，我们只需要用无线遥控来控制电机的转速以及它的转向，这样我们就可以在远处来控制了，用不着再跑到电机的旁边来控制开关，为工厂生产带来了极大的方便。

软件上采用C51编程，主要编写了主程序，直流电机驱动程序，中断程序延时程序等。

经过调试，实现了对电机的控制。

关键词：AT89C51 L298 PWM 直流电机无线模块目录第一章绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2 设计目的 (5)1.3 设计任务和内容 (5)第二章总体设计及核心器件简介 (7)2.1总体设计 (7)2.2 AT89C51 (7)2.3 L298 (9)引脚介绍： (10)2.4 伺服电机介绍 (11)2.5 PT2262/PT2272 (12)第三章单元电路模块设计 (17)3.1 复位电路 (17)3.2时钟电路 (18)3.3电机驱动电路图 (18)3.4PWM调速系统设计 (19)第四章软件编程设计 (21)4.1 设计思想 (21)4.2 流程图 (21)4.3源程序 (22)第五章设计心得和存在问题 (26)第一章绪论1.1 概述近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

摘要本设计首先介绍了AT89S52单片机，L298驱动电路及直流电机的基本原理与功能；其次,设计直流电机实现转向、速度的控制方案；再次，在这些器件功能与特点的基础上，拟出设计思路，构建系统的总体框架，并利用LED数码管对测试结果进行显示；最后利用Proteus软件绘出电路图，同时写出设计系统的运行流程和相关程序。

整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值；启动系统后，从单片机的I/O口输出控制脉冲，经过L298驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制直流电机的脉冲信号。

本系统采用了低成本的AT89S52单片机芯片作为控制芯片，以按键做为输入达到对直流电机的启停、速度和方向的精确控制。

直流电机的驱动采用的是达林顿集成管L298，并且采用LED的进行显示。

在设计中，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。

总之，本次设计出了操作简单、显示直观的直流电机控制系统。

关键字： AT89S52单片机；L298驱动芯片；直流电机。

AbstractThe design first introduced the AT89S52 single-chip microcomputer, L298 drive circuit and dc motor of the basic principle and function; Second, the design of dc motor to realize, the speed control scheme; and Again, in these devices based on the characteristics of the function and, draw up the design idea, construction of the whole system framework, and use of LED digital tube the results shows; Finally, using the Proteus software draw circuit diagram, at the same time, write design the operation of the system process and procedures. The whole system by writing to the single chip microcomputer program allocation good control of the word and the corresponding storage unit of the memory address assignment; Reboot your system, from single chip I/O mouth output control pulse, after L298 driving circuit pulse processing, the output can directly control dc motor of the pulse signal. This system USES a low cost AT89S52 single-chip microcomputer chip as control chip, with button as input to the keyboard to dc motor of the rev. Stop, speed and direction of the accurate control. Dc motor driver uses is the integration of L298 tube, and using the LED displayed. In the design, adopted PWM technology of motor control, through to the occupies emptiescompared to achieve the purpose of accurate calculation speed. All in all, this design out the operation is simple, direct display of dc motor control system.Key word:AT89S52 single-chip microcomputer; L298 driving chip; DC motor.目录1 绪论 (1)1.1 直流电机调速系统的发展 (1)1.2 开发背景 (2)1.3 选题的目的及意义 (3)1.4 研究方法 (4)2 系统方案设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 总体设计任务 (5)2.3 系统总体设计方案论证 (6)2.4 系统总体设计方框图 (7)2.5 直流电机调速概述 (8)2.5.1 直流电机简介 (8)2.5.2 直流电机调速原理 (9)2.5.3 直流调速系统实现方式论证 (9)3 电机调速驱动设计 (11)3.1 PWM控制方式 (11)3.2 PWM控制的基本原理 (11)3.3 PWM 发生电路的设计 (13)3.4 功率放大驱动电路 (16)3.4.1 芯片L 298 性能及特点....................... ..163.4.2 L298芯片引脚的电气特性及功能 (17)3.4.3 L298驱动电机的逻辑功能 (19)4 硬件电路设计 (21)4.1 AT89S52的最小系统电路 (21)4.1.1 单片机芯片AT89S52介绍 (21)4.1.2单片机管脚说明 (22)4.1.3 时钟电路 (25)4.1.4 复位电路 (26)4.2 数码管显示 (27)4.3 排阻的简介 (27)4.4 显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (28)4.5 键盘与AT89S52单片机接口电路设计 (30)4.6 驱动电路与AT89S52单片机接口电路设计 (30)5 系统软件设计 (32)5.1 主程序设计 (33)5.2 子程序设计 (34)5.2.1 键盘子程序设计 (34)5.2.2显示子程序设计 (35)5.2.3 P W M控制程序设计 (36)5.3 系统仿真 (36)5.4 Proteus的简单使用 (37)6 设计总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录1 程序清单 (42)附录2 系统总图 (50)绪论1.1 直流电机调速系统的发展直流电气传动系统中需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下几种: 第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。

一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。

二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。

但是对于直流电动机的转速，总满足下式：式中U——电压；Ra——励磁绕组本身的内阻；——每极磁通（wb ）;Ce——电势常数；Ct——转矩常数。

由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。

磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。

电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。

传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。

随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。

如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。

调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。

脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电．压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。

如果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。

平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。

C语言实现控制电机加减速正反转（飞思卡尔C代码）用单片机控制直流电动机的正反转、加减速的程序如何用C语言写参考一下这个例子吧。

#include#defineucharunignedchar#defineuintunignedintbitPW1=P2^0;bitPW2=P2^1;//控制电机的两个输入bitaccelerate=P2^2;//调速按键bittop=P2^3;//停止按键bitleft=P2^4;//左转按键bitright=P2^5;//右转按键#defineright_turnPW1=0;PW2=1//顺时针转动#defineleft_turnPW1=1;PW2=0//逆向转动#defineend_turnPW1=1;PW2=1//停转uintt0=25000,t1=25000;//初始时占空比为50%uinta=25000;//设置定时器装载初值25m设定频率为20Hzucharflag=1;//此标志用于选择不同的装载初值uchardflag;//左右转标志ucharcount;//用来标志速度档位voidkeycan();//键盘扫描voiddelay(ucharz);voidadjut_peed();//通过调整占空比来调整速度//某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某//voidmain(){keycan();//不断扫描键盘程序，以便及时作出相应的响应}}if(flag){flag=0;end_turn;a=t0;//t0的大小决定着低电平延续时间TH0=(65536-a)/256;TL0=(65536-a)%6;//重装载初值}ele{flag=1;//这个标志起到交替输出高低电平的作用if(dflag==0){right_turn;//右转}ele{left_turn;//左转}a=t1;//t1的大小决定着高电平延续时间TH0=(65536-a)/256;TL0=(65536-a)%6;//重装载初值}}TMOD=0某01;//工作方式寄存器软件起动定时器定时器功能方式1定时器0TH0=(65536-a)/256;TL0=(65536-a)%6;//装载初值ET0=1;//开启定时器中断使能EA=1;//开启总中断TR0=0;}//某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某//voiddelay(ucharz)//在12M下延时z毫秒{ uint某,y;for(某=z;某>0;某--)for(y=110;y>0;y--);}//某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某某//voidkeycan(){if(top==0){TR0=0;//关闭定时器0即可停止转动end_turn;} if(left==0){TR0=1;dflag=1;//转向标志置位则左转}if(right==0){TR0=1;dflag=0;//转向标志复位则右转}if(accelerate==0){delay(5);//延时消抖if(accelerate==0){ while(accelerate==0);//等待松手count++;if(count==1){t0=20000;t1=30000;//占空比为百分之60}if(count==2){t0=15000;t1=35000;//占空比为百分之70}if(count==3){t0=10000;t1=40000;//占空比为百分之80}if(count==4){t0=5000;t1=45000;//占空比为百分之90}if(count==5){count=0;}}}}功能特点：1）总线速度高达40MHz，CAN总线：3个1Mbp的CAN总线，兼容CAN2.0A/B;2）128KB程序Flah和8KBDataFlah，用于实现程序和数据存储，均带有错误校正码（ECC）；3）可配置A/D:16通道模数转换器；可选8位10位和12位精度,3μ的转换时间4）内嵌MSCAN模块用于CAN节点应用，内嵌支持LIN协议的增强型SIC模块和SPI模块；5）4通道16位计数器，CRG时钟和复位发生器：锁相环、看门狗、实时中断；增强型捕捉定时器；6）出色的低功耗特性，带有中断唤醒功能的10，实现唤醒休眠系统的功能；7）通道PWM：8位8通道或16位4通道PWM,易于实现电机控制。

课程设计报告题目：基于单片机的电动机正反转控制设计学生姓名：xxx学生学号：xxxxxxxxxxxx系别：电气信息工程学院专业：自动化届别：2013指导教师：xxx电气信息工程学院基于单片机的电动机正反转控制学生：xxx指导教师：xxx电气信息工程学院自动化系1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务利用AT89C51单片机设计并实现电动机正反转控制及其相关功能。

通过本次设计了解并掌握51系列的单片机的结构及其使用方法。

1.2 课程设计的要求该设计要求能够具有以下功能：（1）开启后器件没有任何反应。

（2）闭合正转开关按钮电动机开始正转。

（3）闭合反转开关按钮电动机开始反转。

（4）闭合停转开关按钮电动机停止转动。

1.3 课程设计的研究基础该设计包括硬件和软件设计两部分。

硬件部分包括：直流电动机，电磁继电器，7路反相器，6路反相器。

软件部分包括：基于51单片机的c语言程序。

设计中的相关研究部分介绍如下：（1）直流电动机部分：更改直流电动机的正负极就可以实现对直流电动机的正反转控制，更改可以使用继电器实现。

（2）电磁继电器部分：通过更改电磁继电器的正负极可以实现对电磁继电器中电磁的有无进行控制。

再间接通过电磁的有无控制继电器中开关的打开与闭合。

（3）7路反相器部分：通过反相器可以更改输入电平的高低与其高低值（即当输入为高电压输出为低电压并且低电压为接地电压，当输入为低电压是输出为高电压并且电压强度与接com端相同）。

其实质就是为了供给与继电器相适合的高低电压，所以如果没有该部分，则供给继电器的高低电压就有单片机提供，而单片机的输出高低电平为定值，因此需要此部分。

（4）6路反相器部分：该部分是为了结合7路反相器部分使用的，因为负负得正，正正得正。

2 电动机正反转系统方案制定2.1 方案提出方案一：使用开关直接控制电动机的正反转，此种设计非常简便易懂，便于修理与使用。

缺点：该方案直接控制易产生火花电弧，会危害操作者生命安全。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.13.108基于51单片机的直流电机PWM调速系统吴一平（浙江农林大学工程学院 浙江杭州 311300）摘 要：本文介绍了以单片机STC89C51和L298控制的直流电机PWM (脉宽调制)调速系统，主要介绍了用单片机软件实现PWM调整电机转速的基本原理及选择。

硬件电路实现了对电机的正转、反转、快速停止、加速，停止的控制。

软件电路给出了主程序、子程序流程图以及Proteus的仿真结果。

关键词：单片机STC89C51 脉宽调制 直流电机中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(a)-0108-02直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机,相比其他类型电动机具有更好的调速性能，因此，直流电动机在工农业中被广泛应用。

本文对基于单片机STC89C51的直流电机PWM调速系统进行介绍，以期实现直流电机最优化方案。

1 直流电机PWM调速选择及原理直流电动机的调速方法有改变改变磁通量、改变电枢回路串联电阻以及改变电枢电压三种。

在电枢回路串联电阻，调速范围不大并且铜耗大，不经济。

弱磁调速中当磁通量Φ在低速时受磁极饱和限制，在高速时受换向器结构强度和换向火花的限制，而且由于励磁圈电感较大，动态响应较差，因此采用改变电枢电压的调速方法。

PWM（Pulse Width Modulation），全称为脉冲宽度调制，可以改变电枢电压值。

PWM的优点是精度高，易于控制，运行稳定。

PWM调速方法有三种，分别为定频调宽法、调宽调频法和定频调宽法。

前两种方法在调速时会改变控制脉冲的频率，而控制脉冲的频率与系统固有频率接近时会引起震荡，因此本文选用定频调宽法。

调速原理计算如下：占空比，D=t1t1+t2=t1T式中，T为电压变化周期；t1为一个周期内高电平持续时间；t2为一个周期内低电平持续时间；电机电压平均值U=DU0，式中，U0为总电压。

基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机学号：3100501044班级：电气1002姓名：王辉军摘要直流无刷电机是同步电机的一种，由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。

其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,…）组成。

电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响：N=120．f / P。

在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。

直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。

也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。

MCS-51单片机是美国英特尔公司生产的一系列单片机的总称，是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出接口电路、定时计算器、串行通信口、脉宽调制电路、A/D转换器等电路集成到一块半导体硅片上，这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

本论文将介绍基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机的设计，它可以实现控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转、加减速等功能。

关键词：单片机，直流无刷电动机，控制系统直流无刷电动机是在直流电动机的基础之上发展而来的，它是步进电动机的一种，继承了直流电动机的启动转矩大、调速性能好等特点克服了需要换向器的缺点在交通工具、家用电器及中小功率工业市场占有重要的地位。

直流无刷电动机不仅在电动自行车、电动摩托车、电动汽车上有着广泛的应用，而且在新一代的空调机、洗衣机、电冰箱、吸尘器，空气净化器等家用电器中也有逐步采用的趋势，尤其是随着微电子技术的发展，直流无刷电动机逐渐占有原来异步电动机变频调速的领域，这就使得直流无刷电动机的应用范围越来越广。

正反转可控的步进电机1 引言本课程设计目的是为了进一步掌握单片机系统，加强对系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。

本系统用51单片机和ULN2003A电机驱动芯片并加入控制按钮来实现步进电机的正、反转控制。

2 设计方案及原理步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。

作为控制执行部件，广泛应用于自动控制和精密仪器等领域。

例如在仪器仪表、机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪），常有对精确的、可控制的回转源的需要。

在这种情况下，使用步进电机最为理想。

2.1 步进电机控制步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°，线圈绕过相对的两个磁极构成一相。

此外各磁极上还有5个分布均匀的锯形小齿。

电机转子上没有绕组。

当某相绕组通电时，响应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。

如果这是定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。

如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而进行了数字到角度的转换。

转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。

2.2 步进电机驱动方式步进电机常用的驱动方式是全电压驱动，即在电机移步与锁步时都加载额定电压。

为防止电机过流及改善驱动特性需加限流电阻。

由于步进电机锁步时，限流电阻要消耗掉大量的功率。

因此，限流电阻要有较大功率容量，并且开关管也要有较高的负载能力。

步进电机也可以使用软件方法，即使用单片机实现，这样不但简化了电路，同时降低了成本。

使用单片机以软件方式驱动步进电机，不但可以通过编程方法在一定范围之内自由的设定步进电机的转速，往返转动的角度以及转动次数等；还可以方便灵活的控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的需求。

因此常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。

单片机控制的直流电机正反转和加速减速C程序简介本文档旨在向读者介绍如何使用单片机控制直流电机实现正反转和加速减速功能的C程序。

程序实现正反转控制以下是控制直流电机正反转的C程序示例：include <avr/io.h>void motor_forward(){// 设置引脚控制直流电机正转}void motor_reverse(){// 设置引脚控制直流电机反转}int main(){// 初始化单片机引脚设置和其他必要的配置while (1){// 检测是否需要正转或反转，根据需要调用motor_forward()或motor_reverse()函数}return 0;}加速减速控制以下是控制直流电机加速减速的C程序示例：include <avr/io.h>void motor_speed_up(){// 调整引脚控制直流电机的占空比以加速电机转速}void motor_slow_down(){// 调整引脚控制直流电机的占空比以减速电机转速}int main(){// 初始化单片机引脚设置和其他必要的配置while (1){// 检测是否需要加速或减速，根据需要调用motor_speed_up()或motor_slow_down()函数}return 0;}结论通过上述示例程序，我们可以实现通过单片机控制直流电机的正反转和加速减速功能。

读者可以根据实际需求进行相应的参数调整和功能扩展。

请注意，上述示例程序仅为演示目的，具体的引脚配置和控制方式需根据实际硬件和单片机型号进行调整。

实现直流电机正反转及调速的实验报告一实验任务自己规划出合适的方案，主要利用单片机与原件，芯片实现直流电机的正反转与调速。

要求能够明确体现正反转，并能明显观察出调速时速度的变化。

二实验方案及原理脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM、直流电机调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。

设计的系统以单片机为控制核心，通过单片机里所编写的程序控制直流电机出现正反转的条件，以及规定速度的等级及调节速度变化时的条件。

并且程序要实现通过电路板上的数码管把直流电机所处的正反转的状态以及当下的转速等级在数码管上显示出来。

显示部分显示各段设定的转速值。

单片机主要完成参数设置、参数显示和控制输出等功能。

然后通过单片机输出控制量连接相对应的硬件电路从而推动电机的状态变化。

通过单片机以后连接的硬件电路主要是恒压恒流桥式2A驱动芯片L298,该芯片内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直流电机或一个两相电机，这里我们只采用一个两相电机，然后在通过L298以后再连接一个电机即可。

（一共四个按键，其中一个按键是转向切换键，起始时的默认状态时正转，一个按键是停止键，一个是增速键一个是减速键，一共两个数码管，前面的一个数码管显示工作状态，后面的显示速度等级。

）实现正反转的原理：通过电枢电压的极性来改变直流电机的转速。

实现调速的原理：通过脉冲宽度调制来控制电动机的速度。

其作用过程如下：在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。

单片机控制小功率直流电机一. 设计要求：用单片机控制直流电机加速、减速、正反转和停止。

二. 设计方案分析1、方案设计：直流电机只要能提供一定的直流就可以转动，改变电压极性可以改变转动方向，可以通过给直流电机提供脉冲信号来驱动它，脉冲信号的占空比可以影响到直流电机的平均速度，因此可以通过调整占空比从而能实现调速的目的。

直流电机的驱动电路要有过流保护作用，可用二极管来实现，另外电机的驱动电流是比较大的所以需要用三极管来放大电流。

程序的关键就是如何实现占空比的调整，这个可以通过对51单片机定时器重装初值进行改变，从而改变时间。

设计中用到的元件：STC89C52、晶振（12MHz）、小按键、三极管、二极管、电容、电阻等。

2、背景知识介绍：直流电机调速原理本设计的主要思想为利用PWM控制占空比从而达到改变电机速度。

下面为PWM控制原理；图1为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形。

在图1a中，假定晶体管V1先导通T1，秒(忽略V1的管压降，这期间电源电压Ud全部加到电枢上)，然后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)。

如此反复，则电枢端电压波形如图1b中所示。

电动机电枢端电压Ua为其平均值。

图1 PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形a) 原理图 b)输出电压波形 1112a d d d T T U U U U T T Tα===+ (3) 式(3)中1112T T T T Tα==+ （4）α为一个周期T 中，晶体管V1导通时间的比率，称为负载率或占空比。

使用下面三种方法中的任何一种，都可以改变α的值，从而达到调压的目的：(1)定宽调频法：T1保持一定，使T2在0～∞范围内变化；(2)调宽调频法：T2保持一定，使T1在0～∞范围内变化(3)定频调宽法：T1+T2=T 保持一定，使T ，在0～T 范围内变化。

不管哪种方法，α的变化范围均为0≤α≤l ，因而电枢电压平均值Ua 的调节范围为0～Ud ，均为正值，即电动机只能在某一方向调速，称为不可逆调速。

基于51单片机的直流电机PWM调速控制系统设计I摘要本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。

本文中采用了三极管组成了PWM信号的驱动系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。

另外，本系统中使用了霍尔元件对直流电机的转速进行测量，经过处理后，将测量值送到液晶显示出来。

关键词：PWM信号，霍尔元件，液晶显示，直流电动机II目录目录 (III)1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.2 开发背景 (1)1.1.3 选题意义 (2)1.2 研究方法及调速原理 (2)1.2.1 直流调速系统实现方式 (4)1.2.2 控制程序的设计 (5)2 系统硬件电路的设计 (6)2.1 系统总体设计框图及单片机系统的设计 (6)2.2 STC89C51单片机简介 (6)2.2.1 STC89C51单片机的组成 (6)2.2.2 CPU及部分部件的作用和功能 (6)2.2.3 STC89C51单片机引脚图 (7)2.2.4 STC89C51引脚功能 (7)3 PWM信号发生电路设计 (10)3.1 PWM的基本原理 (10)3.2 系统的硬件电路设计与分析 (10)3.3 H桥的驱动电路设计方案 (11)5 主电路设计 (13)5.1 单片机最小系统 (13)5.2 液晶电路 (13)5.2.1 LCD 1602功能介绍 (14)5.2.2 LCD 1602性能参数 (15)5.2.3 LCD 1602与单片机连接 (17)5.2.4 LCD 1602的显示与控制命令 (18)5.3 按键电路 (19)5.4 霍尔元件电路 (20)III5.4.1 A3144霍尔开关的工作原理及应用说明 (21)5.4.2 霍尔传感器测量原理 (22)6 系统功能调试 (23)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)IV1 引言1.1 课题背景1.1.2 开发背景在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。

用单片机控制直流电动机摘要本设计为单片机控制直流电动机，采用单极性可逆PWM驱动。

操作者由键盘控制电动机执行15种功能，并可由LED与电动机转速显示出控制效果。

在实现上，PWM调速采用定频调宽法，系统稳定性较好；电动机输入脉冲的电平转换采用双定时器中断实现，可节省CPU资源；键盘输入采用阵列式输入，用4*4的键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用.关键词：PWM 定频调宽双定时器中断正文1.系统分析与论证●系统总体框图通过按动15个按键来实现对电动机的正反转，逐步加、减速与分档加减速控制。

●PWM调速方法的方案论证PWM调速原理如图1.1所示图1.1根据改变占空比方法的不同，PWM调速可分为以下三种：(1)定宽调频这种方法是保持T1不变，只改变T2，使周期也随之改变。

(2)调频调宽这种方法是保持T2不变，而改变T1，使周期也随之改变。

(3)定频调宽这种方法是保持周期T不变，而同时改变T1和T2。

前两种方案由于在调速时改变了脉冲频率，故当控制脉冲频率与系统固有频率接近时，将会引起振荡，因此采用定频调宽。

●PWM控制信号的产生方案论证PWM控制信号的产生方法有四种，分述如下：(1)分立电子元件组成的PWM信号发生器这种方法是用分立的逻辑电子元件组成PWM信号电路。

此方法优点是不用软件设计，但硬件较为庞大。

(2)软件模拟法这种方法是利用单片机的I/O引脚，通过软件对该引脚不断输出高低电平来实现PWM信号输入。

此种方法虽然要占用CPU，但硬件大为减少。

(3)专用PWM集成电路此种芯片的使用可减轻单片机负担，硬件电路也不大。

(4)单片机的PWM口新一代的单片机可通过初始化设置，使其自动发出PWM脉冲波，只有在改变占空比时CPU才进行干预。

后两种是目前PWM信号获得的主流方案，但考虑到本系统较小，单片机的CPU资源亦未得到充分利用，故采用第二种方案●软件中改变PWM占空比的方案论证(1)软件延时高电平与低电平的持续时间由软件延时，延时时间由寄存在两个寄存器中的数据来控制。

98推 介Design L298N控制直流电机正反转文/张天鹏 徐磊 北京林业大学工学院摘要：在分析了直流电机驱动芯片 L298N 的性能、结构的基础上，结合 SPCE061A EMU BOARD单片机（61板），介绍实现驱动直流电机的转正反一种简单方法.文中给出了控制原理图，还给出来了控制直流电机正反转驱动程序。

实际测试表明，利用该方法设计的直流电机驱动系统具有硬件结构简单、软件编程容易。

关键词：直流电机 单片机 L298N一、背景介绍（一）预备知识1．熟悉凌阳单片机的工作原理。

2．熟悉键盘扫描原理和L298n驱动电机原理。

3．熟悉汇编语言及C语言。

（二）直流电机控制原理对于普通直流电机，其控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。

对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。

PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，加在电机两端的电压就在VLoad和0V之间不停的跳变，对应的电机电压波形如图 1 所示：图1 PWM调速原理图此时加在电机两端的平均电压Uo=Th/（Th+Tl）*VLoad，可以通过调整PWM的占空比来改变Th和Tl的比值。

这样就可以通过PWM调节加在电机两端的平均电压，从而改变电机的转速。

与步进电机类似，不能将单片机的I/O直接与直流电机的引线相接，而要在二者之间增加驱动电路。

也可利用L298N电机驱动芯片实现直流电机驱动（注：我们小组在本次试验中采用L298N芯片驱动直流电机正反转）。

（三）L298N芯片资料恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N：L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。

可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。

L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V ，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的I O口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。