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装
纸
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PWM驱动。操作者由键盘控制电动机执行15种功能，并可由L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。 motor
T：周期
T2：低电平持续时间 T2 T1：高电平持续时间
t U
T1 T 控制键盘 单片机 直流电机控制电路 (3) 专用PWM集成电路
创作时间：二零二一年六月三十日
创作时间：二零二一年六月三十日 电念头的单片机控制之吉白夕凡创作
创作时间：二零二一年六月三十日
电念头调速系统可分成三年夜部份.即控制、驱动、反馈.
一、单片机在电念头控制中主要作用
1、PWM口广泛地应用在直流电念头控制中, 它一经初始化设定后自动发出PWM控制信号, CPU只是在需要调整参数时才介入.
2、新型单片机的捕捉功能在电念头控制中用于测频.它相当于老式单片机中用计数器与外中断联合测频功能.
3、电念头是一个电磁干扰源, 除采纳需要的隔离、屏蔽和电路板合理布线等办法外, 看门狗的功能就会显得格外重要.看门狗在工作时不竭地监视法式运行的情况.一旦法式“跑飞”, 会立刻使单片机复位.
4、功率集成电路是电力电子技术与微电子技术相结合的产物.它将半导体功率器件与驱动电路、逻辑控制电路、检测与诊断电路、呵护电路集成在一块芯片上, 使功率器件含有某种智能功能.
二、机电传动系统的动力学基础
1、反抗转矩的特点是：转矩的方向总是与转速的方问相反.当运功方向改变时．转矩的方向也改变．它总是阻碍运动进行.因摩擦和非弹性体的压缩、拉伸、扭转等作用所发生的负载转矩都属于反抗转矩.
例如．机床加工过程中所产个的负载转矩就是反抗转矩. 创作时间：二零二一年六月三十日
创作时间：二零二一年六月三十日 2、位能转矩则分歧．位能转矩的作用方向恒定不变.与运动方向无关.它是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸、扭转等作用所发生的负载转矩.位能转矩在某方向阻碍运动, 在相反方向却增进运动.起重机起吊重物时, 由于重力的作用方向总是指向地心的．所以它发生的负载转矩永远作用在使重物下降的方向.
3、电力拖动系统的稳定运行有两种含义：第一是应能以一定的速度匀速运转；第二是系统受到某种外部干扰(如电压摆荡、负载转矩摆荡等)使转速稍有变动时, 应保证干扰消除后仍能以原来的转速运行.
要做到第一点.就必需使电念头的电磁转矩与负载转矩年夜小相等, 方向相反, 相互平衡.这就意味着电念头的机械特性曲线与工作机械的特性曲线有—个交点.
辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
1 前 言
单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。它的出现及发展使计算机技术从通用型数值计算领域进入到智能化的控制领域。从此，计算机技术在两个重要领域-—通用计算机领域和嵌入式计算机领域都得到了极其重要的发展，并正在深深地改变着我们的社会。
采用8031单片机控制步进电机，可实现步进电动机正反转控制和步进电动机的无级调速。分析了步进电机的工作原理,讨论了系统硬件和软件的设计方法,并给出了步进电机的四相八拍单片机控制的具体实现方法。该系统操作简单，降低了成本，提高了系统的可靠性。步进电机具有控制方便和体积小等特点,因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用。近年来大规模集成电路的发展以及各种单片机的迅速发展和普及,为设计功能强、价格低的步进电机控制驱动器提供了先进的技术和充足的资源.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度,这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机.它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。
1 单片机的基本知识
1。1 概述
单片微型计算机简称单片机，由于它的结构及功能均是按工业控制要求设计的,所以其确切的名称应是单片微控制器（Single Chip Microcontroller）.它是把微型机算计的各个功能部件：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、并行I/O接口、定时器/计数器及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统,故又把它称为单片微型计算机系统（Single Chip Microcomputer）.由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的.随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
单片机的电机功率控制技术
单片机（Microcontroller Unit，MCU）作为嵌入式系统的核心部件，被广泛应用于各种电子设备中。在众多应用中，电机功率控制技术是其中重要的一部分。本文将介绍单片机电机功率控制技术的原理和应用。
一、电机功率控制技术的原理
电机功率控制技术旨在通过对电机供电进行调节，达到控制电机输出功率的目的。传统的电机功率控制方法主要依靠开关电源、变频调速等手段实现。而基于单片机的电机功率控制技术，通过调整PWM信号的占空比，实现对电机的精确控制。
单片机作为控制核心，通过与电机驱动电路、功率电路直接相连，实现对电机供电的精确调控。通过调整单片机输出的PWM信号的占空比，可以控制电机的速度、转矩和功率。
二、电机功率控制技术的应用
1. 电动机驱动系统
单片机的电机功率控制技术广泛应用于各种电动机驱动系统中。例如，汽车电动车窗的升降系统、空调室外机的风扇控制、机械手臂的电机控制等。 在这些应用中，单片机通过接收来自传感器的反馈信号，实时调整PWM信号的占空比，控制电机的功率输出。通过精确的控制，可以实现电机的高效工作，并满足系统对速度、转矩和功率的要求。
2. 电机调速系统
单片机的电机功率控制技术在电机调速系统中也得到了广泛应用。例如，电动车辆中的电机调速系统、电动工具中的电机调速系统等。
通过单片机对PWM信号进行调节，电机的转速可以精确控制。在电机调速系统中，单片机可以根据要求调整电机的输出功率，实现对电机转速的精确控制。
三、单片机电机功率控制技术的优势
相比传统的电机功率控制方法，单片机电机功率控制技术具有以下优势：
1. 精确控制：通过调节PWM信号的占空比，可以实现对电机功率的精确控制，满足系统的要求。
2. 反馈控制：单片机可以接收来自传感器的反馈信号，实时调整电机的功率输出。通过反馈控制，可以使系统对电机的控制更加精确和稳定。
3. 低成本：与传统电机功率控制方法相比，单片机电机功率控制技术的硬件成本相对较低。单片机本身价格较低，且可以与电机驱动电路集成在一起，减少了硬件成本。 4. 可编程性：单片机具有良好的可编程性，可以根据不同的应用需求进行灵活的调节和控制。
