智能小车 PWM调速
PWM直流电机调速模块使用说明书
PWM直流电机调速模块使用说明书一、 概述本模块使用的直流电机调速技术是脉宽调制(PWM)直流调速技术,具有调速范围宽、响应速度快和耗损低等特点。
其工作原理是通过A VR单片机ATmega8直接产生PWM波形经过电机驱动芯片L298分别驱动两个直流电机,PWM将占空比不同的脉冲变成不同的电压驱动直流电机转动从而得到不同的转速,且实现电机启动、停止、正反转等功能。
二、 应用两轮智能小车四轮自主移动机器人护球机构加减速传送带等各种机电系统三、 技术参数主要技术指标:常规模式下时主要指标(环境温度=25℃),采用双电源供电(逻辑器件工作电压和电机工作电压)逻辑工作电压:5VDC电机工作电压:12~24VDC输出电流(典型值):2A工作温度范围:0~70℃储存温度范围:-20~80℃模块尺寸大小:69×26mm四、 安装尺寸和接线定义图一安装尺寸图二接线定义五、 通讯协议1、采用9600bps,8位数据位、1位停止位、无校验位;2、采用半双工通讯,通讯过程采取一问一答方式;3、控制命令采用5字节如下表所示:头部(0XAA) 电机设定:command速度:Speed 时间:Time 尾部(0XBB)1)电机设定:commandD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 如上表格所示,command命令从D0-D7,一共8位,其功能位A、D0为电机方向,1为正转,0为反转;B、D1为左右电机设定,0为左电机,1为右电机;C、D2为1的时候电机停止;D、D5 D40 0 X10mS0 1 X100mS1 0 X1000mS1 1 不控制时间2)速度设定:speed0-255可以调整3)、时间:Time0-255可以调整。
pwm调速控制小车循迹壁障c程序
pwm调速控制小车循迹壁障c程序#include< reg51.h >#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define MOTOR_C P1 //P1口作为电机的控制口。
//#define SIGNAL P3 //P3口的低两位为循迹传感器输入口。
#define SHELVES 10 //速度总档数。
#define BACK 0xfa //后退。
#define FORWARD 0xf5 //前进。
sbit senserr = P3^2; //(右)循迹。
sbit senserl = P3^3; //(左)循迹。
sbit hwf = P3^0; //(前)红外壁障传感器入口。
sbit hwb = P3^1; //(后)红外壁障传感器入口。
sbit PWM_R = P1^0; //右电机PWM输入口。
sbit PWM_L = P1^2; //左电机PWM输入口。
sbit PWM_HR = P1^1; //(后退)右电机。
sbit PWM_HL = P1^3; //(后退)左电机。
void timer0_init( void ); //定时器0初始化函数。
void timer1_init( void ); //定时器1初始化函数。
void right( void ); //前进右转弯函数。
void left( void ); //前进左转弯函数。
void forward( void ); //前进函数。
void hright(void); //后退右转函数。
void hleft(void); //后退左转函数。
void back(void); //后退函数。
uchar percent_l = 0; //(前进)左轮占空比。
uchar percent_r = 0; //(前进)右轮占空比。
uchar percent_hl = 0; //(后退)左轮占空比。
51单片机智能小车按键调速前进程序源代码、电路原理图和电路器件表
51单片机智能小车按键调速前进程序源代码、电路原理图、电路器件表智能小车PWM调速是通过设置pwmval_left_init的和pwmval_right_init这2个变量的值来实现的,需要通过修改程序代码中这2个变量的值,这2个变量的值设置好后,在程序运行的过程中是不能修改的。
而智能小车的按键调速通过按键达到修改这2个变量的值,从而达到对智能小车调速的目的。
每按下K3按键一次,变量pwmval_left_init和pwmval_right_init减1,智能小车减速。
每按下K4按键一次,变量pwmval_left_init和pwmval_right_init加1,智能小车加速。
具体实现方法见下文的程序源代码。
下文主要提供了智能小车按键调速前进完整程序原代码、电路原理图以及电路器件表。
智能小车核心板原理图STC15W4K56S4智能小车核心板器件(BOM)表实物图060306030603PIN插针PIN2x1406030603直插LQFP7x7-48 STC15W4K56S4智能小车核心板正面STC15W4K56S4智能小车核心板背面智能小车驱动板原理图51单片机(STC15W4K56S4)智能小车驱动板器件(BOM)表实物图直插直插直插直插直插直插直插直插直插直插PIN与PIN之间的间隔2.54mm插电池盒PIN与PIN间隔2.54mm,插电机3PIN插针,针与针间隔2.54mm插舵机红色插针和黑色插针3.3V红色插针、GND黑色插针PIN红色插针和黑色插针5V PIN红色插针和黑色插针VINPIN与PIN之间的间隔2.54mm 插MQ2模块针与针间隔2.54mm插GP2Y1014AU模块针与针间隔2.54mm语音播报实验时,串口4插语音播报模块针与针间隔2.54mmIO扩展用,没有必要不要焊接针与针间隔2.54mm插DHT11模块用4PIN插针,针与针间隔2.54mm用杜邦线连接超声波模块针与针间隔2.54mm插蓝牙模块(要原厂原装的)用8PIN插针,针与针间隔2.54mm杜邦线连接红外循迹避障模块用4PIN插针,针与针间隔2.54mm用杜邦线连接测速模块针与针间隔2.54mm插5V的LCD1602液晶MPU6050不要焊接。
pwm调速原理占空比
pwm调速原理占空比
PWM调速是一种通过改变电平信号的占空比来控制电机转速
的方法。
占空比即高电平信号在一个周期内所占的比例,一般用百分比来表示。
在PWM调速中,周期固定,但高电平和低电平的持续时间可
以改变。
当占空比为100%时,即持续时间等于一个周期,高
电平信号一直保持,此时电机工作在最大转速。
当占空比为0%时,即持续时间为0,高电平信号不存在,电机停止转动。
通过调整占空比可以实现电机转速的控制。
当占空比增加时,高电平信号的持续时间增加,相对低电平信号的持续时间减少,电机转速加快。
反之,当占空比减少时,高电平信号的持续时间减少,低电平信号的持续时间增加,电机转速减慢。
这种调速原理利用了电机的惯性和动态响应特性,通过不断改变占空比,使电机的转速能够平滑调整到所需的速度。
同时,PWM调速还具有能量损耗小、控制精度高等优点,被广泛应
用于工业控制和机械设备中。
综上所述,PWM调速通过改变电平信号的占空比来控制电机
转速,通过不断调整占空比可以实现电机转速的精确控制。
这种调速原理简单高效,广泛应用于各种领域中。
pwm调速原理
pwm调速原理PWM调速原理。
PWM(Pulse Width Modulation)调速技术是一种通过改变脉冲信号的占空比来控制电机转速的方法。
在工业控制和电子设备中,PWM调速技术被广泛应用,它具有调速范围广、精度高、效率高等优点。
本文将介绍PWM调速的原理和应用。
PWM调速的原理是通过改变脉冲信号的占空比来控制电机的平均电压,从而改变电机的转速。
脉冲信号的占空比是指高电平所占的时间比例,通过改变占空比,可以改变电机的平均电压,进而实现调速的目的。
在PWM调速系统中,控制器会根据设定的转速要求,计算出相应的占空比,并通过PWM信号输出给电机驱动器,从而控制电机的转速。
PWM调速技术的优点之一是调速范围广。
通过改变脉冲信号的占空比,可以实现对电机转速的精确控制,调速范围可以覆盖从低速到高速的所有需求。
这使得PWM调速技术在工业生产中得到了广泛的应用,无论是需要稳定低速运行还是快速启动加速,PWM调速技术都能够满足需求。
另外,PWM调速技术还具有精度高的优点。
由于脉冲信号的占空比可以被精确地控制,因此可以实现对电机转速的精准调节,满足了一些对转速精度要求较高的应用场景,比如精密加工设备、医疗设备等领域。
除此之外,PWM调速技术还具有效率高的优点。
在传统的调速方法中,通过改变电压的方式来控制电机转速,但这样会导致电机效率的降低。
而PWM调速技术通过改变脉冲信号的占空比来控制电机转速,可以在不影响电机效率的情况下实现调速,从而提高了系统的能效。
在实际应用中,PWM调速技术被广泛应用于各种电机控制系统中,比如风机调速系统、泵控制系统、电动车电机控制系统等。
在这些系统中,通过PWM调速技术可以实现对电机的精确控制,满足不同工况下的转速需求,提高了系统的稳定性和可靠性。
总的来说,PWM调速技术是一种高效、精确的调速方法,具有调速范围广、精度高、效率高等优点,被广泛应用于各种电机控制系统中。
随着电子技术的不断发展,相信PWM调速技术在未来会有更广阔的应用前景。
智能小车PWM调速原理
智能小车PWM调速原理电机驱动电路智能小车电机的驱动芯片采用L293D。
L293D是一款单片集成的高电压、高电流、4通道电机驱动,设计用于连接标准DTL或TTL逻辑电平,驱动电感负载(诸如继电线圈、DC和步进电机)和开关功率晶体管等等。
L293D有4个通道,每个电机需要用到两个通道,以实现电机的正反转。
4个电机就需要用到8个通道。
本小车需要2片L293D电机驱动芯片。
为了简化为双桥应用,L293D每个通道对都配备了一个使能输入端。
L293D逻辑电路具有独立的供电输入,可在更低的电压下工作。
L293D具有如下特性:1、L293D每个通道的电流输出能力达600 mA2、L293D每个通道的峰值输出电流达1.2 A(非重复)3、便于使能4、L293D具有过温保护5、逻辑“0”输入电压高达1.5 V(高抗噪性)6、内置箝位二极管智能小车的调速智能小车的部分实验中,电机不能时刻保持在全速运转的状态,需要控制小车速度才能完成一些特定的功能。
比如在“智能小车循迹实验”中,如果小车速度过快,来不及反应做出方向的调整,小车会很容易跑离轨迹。
PWM调速是目前电机的主流调速方式。
智能小车采用脉宽调制(PWM)的办法来控制电机的转速,从而控制智能小车的速度。
在此种情况下,电池电源并非连续地向直流电机供电,而是在一个特定的频率下为直流电机提供电能。
不同占空比的方波信号,调节对直流电机的通断电,能起到对直流电机调速作用。
这是因为电机实际上是一个大电感,它有阻碍输入电流和电压突变的能力,因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上。
这样,改变L293D始能端EN1和EN2上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小,从而改变了直流电机转速。
电路中用微处理机来实现脉宽调制,通常的方法有两种:(1)用软件方式来实现:通过执行软件延时交替改变EN1和EN2输出逻辑状态来产生脉宽调制信号,设置不同的延时时间得到不同的占空比。
(2)用硬件方式实现:硬件自动产生PWM信号,不占用CPU处理的时间。
pwm电机 调速原理
pwm电机调速原理
PWM电机调速原理
PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电机转速的调速方法。
在PWM调速原理中,控制器向电机输出一段固定频率的方波信号,通过改变方波信号的脉冲宽度来调节占空比,从而达到调速的目的。
具体而言,PWM电机调速原理可以分为以下几个步骤:
1. 设定目标转速:通过设定控制器中的目标转速值,确定电机需要达到的转速。
2. 信号发生器:控制器中的信号发生器会生成一段固定频率的方波信号,频率一般是几十kHz至几百kHz。
3. 脉宽调制:通过调节方波信号的脉冲宽度,即调节方波中高电平的时间长度,来改变方波信号的占空比。
一般来说,脉冲宽度越长,占空比越高,电机转速也就越快。
4. 电机驱动:根据脉宽调制生成的方波信号,控制器会控制电机驱动电路,将相应的电流传递给电机。
5. 反馈控制:为了保持电机转速的稳定,通常会加入反馈控制系统。
通过测量电机转速并与设定的目标转速进行比较,控制器可以对脉宽调制的占空比进行自动调整,以使电机转速保持在设定范围内。
通过不断调整脉宽调制的占空比,控制器可以实现对电机转速的精确调节。
PWM调速原理广泛应用于许多领域,如机械传动、风扇调速、电动车辆等。
pwm电机调速原理
pwm电机调速原理PWM电机调速原理。
PWM(Pulse Width Modulation)是一种通过改变脉冲宽度来控制电机转速的技术。
在实际应用中,PWM电机调速广泛应用于各种电动车、工业生产设备、家用电器等领域。
本文将介绍PWM电机调速的原理及其应用。
1. PWM电机调速原理。
PWM电机调速的原理是通过改变电机输入的脉冲宽度来控制电机的平均电压,从而实现电机的调速。
具体来说,当PWM信号的占空比增大时,电机接收到的平均电压也随之增大,电机转速也相应增加;反之,当PWM信号的占空比减小时,电机接收到的平均电压减小,电机转速也相应减小。
通过这种方式,可以实现对电机转速的精确控制。
2. PWM电机调速的优势。
与传统的电压调速方式相比,PWM电机调速具有以下优势:(1)精度高,PWM电机调速可以实现对电机转速的精确控制,可以满足不同应用场景对电机转速精度的要求。
(2)效率高,由于PWM电机调速是通过改变脉冲宽度来控制电机转速,因此可以在不同转速下实现电机的高效工作,提高电机的能效比。
(3)响应快,PWM电机调速可以在短时间内实现对电机转速的调节,响应速度快,适用于对转速要求快速变化的场景。
3. PWM电机调速的应用。
PWM电机调速广泛应用于各种电动车、工业生产设备、家用电器等领域。
以电动车为例,电动车的电机需要根据车速的变化实时调整转速,以实现对车速的精确控制。
而PWM电机调速技术可以满足这一需求,提高电动车的动力性能和能效比。
在工业生产设备中,PWM电机调速可以根据生产工艺的要求实时调整电机转速,提高生产效率和产品质量。
在家用电器中,如空调、洗衣机等,也广泛应用了PWM电机调速技术,实现对电机转速的精确控制,提高了产品的性能和节能效果。
4. 结语。
总的来说,PWM电机调速是一种高效、精确、响应速度快的电机调速技术,具有广泛的应用前景。
随着电动化、智能化的发展,PWM电机调速技术将在更多领域得到应用,并不断完善和提升。
51单片机产生PWM控制小车速度的两种方法
51单片机产生PWM控制小车速度的两种方法首先你的先知道什么是PWM。
PWM是一种脉宽调制技术。
简单的说就是在一个周期内高电平所占用的时间,通过改变脉冲的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调节驱动上的电压。
将产生的PWM信号接到L298N的ENA和ENB端调节不同的占空比从而调节速度第一种方法用单片机的定时器模拟出PWM。
假如你用定时器延时100ms,在50ms之前某一个引脚为低电平,50ms之后该引脚为高电平,这样高电平占用的时间为1/2,此时该引脚就会产生50%的占空比信号。
程序如下:#include<reg52.h>unsigned chartimer1;sbit PWM=P1^1;void system_Ini(){TMOD|= 0x11;TH1 = 0xfe; //11.0592TL1 = 0x33;TR1 =1;IE=0x8A;}main(){ system_Ini() ;定时器初始化while(1){ if(timer1>100) timer1=0;if(timer1<=30) pwm=0;//产生30%的占空比else PWM=1;}}另一种方法就是利用简单的延时产生PWM方波信号#include<reg52.h>unsigned char count=0;sbit PWM_1=PI^1;//利用P1^1产生PWMvoid mian(){while(1)for(count=0;count<=100;count++) //让单片机记100个数{If(count<=50){ PWM_1=1;}//前一半时间为高电平elsePWM_1=0//后一半时间为低电平这样就产生了50%的占空比}PWM不仅能够控制小车速度还可以控制小灯的亮灭程度,朋友们可以去试试。
水平有限,如果觉得对您有用请您推荐您的朋友关注我们,还请大神们轻喷。
pwm调速工作原理
pwm调速工作原理
PWM调速工作原理是通过改变高电平和低电平信号之间的占
空比来控制电机或其他设备的速度。
在PWM调速中,一个周
期包含一个高电平和一个低电平,高电平的持续时间是通过一个控制信号来控制的。
PWM控制信号通常是一个固定频率的波形,只有高电平的持
续时间会根据需要进行调整。
高电平的持续时间越长,电机或设备的速度就越快;高电平的持续时间越短,速度就越慢。
PWM调速的关键是通过快速切换高电平和低电平信号来实现
平滑的速度调节。
由于切换频率很高,比例之间的转换可以被人眼感知为连续的运动。
在应用中,PWM调速可以通过微控制器或其他电子控制设备
来实现。
这些设备会根据需要生成相应的PWM信号,并通过
控制电路将其传输给电机或其他设备。
控制电路可以根据PWM信号的占空比来调节电机的速度,从而实现精确的调速。
总的来说,PWM调速通过改变高电平和低电平信号的占空比
来控制电机或其他设备的速度。
这种调速方式具有高效、精确的特点,并且在很多应用中得到广泛使用。
pwm调速原理
pwm调速原理
PWM调速原理是指通过改变电路的占空比来实现电机的调速。
利用PWM信号的特性,即信号的占空比与其平均值成正比,
可以实现对电机的控制。
在PWM调速中,信号的周期固定不变,但占空比可以根据需
要进行调节。
占空比是指PWM信号中高电平部分所占的比例。
当占空比较小时,电机得到的平均电压较低,电机转速较慢;当占空比较大时,电机得到的平均电压较高,电机转速较快。
通过改变PWM信号的占空比,可以按照所需的转速控制电机
的转动。
具体控制的步骤如下:
1. 通过控制器产生一个固定频率的PWM信号。
2. 通过改变PWM信号的占空比,控制电机得到的平均电压大小。
3. 根据需要的转速,调整PWM信号的占空比大小。
4. 将PWM信号经过功率放大电路放大后,作用于电机。
5. 根据PWM信号的占空比大小,电机得到相应的平均电压,
实现调速。
通过PWM调速原理,可以实现对电机的精确控制。
由于
PWM信号的频率是固定的,因此可以通过改变占空比来调整
电机的转速,实现电机的调速功能。
同时,调速过程中只需要改变PWM信号的占空比,不需要改变信号的频率,因此可以
节省系统资源。
pwm调速工作原理
pwm调速工作原理
PWM调速(Pulse Width Modulation)是一种将输出信号的占
空比通过不断变化来实现调节的方法。
它基于固定的频率和变化的占空比来控制输出电平的平均值。
下面是PWM调速的工
作原理:
1. 设定频率:首先,需要设定一个固定的调速频率。
这个频率通常是一个高频信号,常见的频率有几十kHz到几百kHz。
2. 调节占空比:占空比是指一个周期内高电平存在的时间与整个周期时间的比值。
PWM调速通过不断变化占空比来实现调节。
当占空比较小时,输出电平的平均值较低;当占空比较大时,输出电平的平均值较高。
3. 输出控制信号:根据需要调节的目标值,将控制信号与参考信号进行比较。
如果需要提高输出电平的平均值,则增大占空比;如果需要降低输出电平的平均值,则减小占空比。
4. 控制输出电平:将控制信号与PWM的高电平信号进行
AND运算,将得到的结果作为输出信号的控制信号。
这样,
输出信号的高电平就会根据控制信号的变化进行调节,从而实现PWM调速。
通过不断调节PWM的占空比,可以实现对输出电平的平均值
进行精确调节,从而实现调速控制。
PWM调速广泛应用于各
种需要精确控制输出电平的领域,如电机控制、LED调光等。
pwm调速系统解释
PWM调速系统是通过改变脉冲宽度来调节电机速度的一种调速系统。
它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制,通过调节脉冲宽度来改变电机的输入电压,从而实现电机的调速。
PWM调速系统的原理是通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
在PWM调速系统中,通常有一个参考信号,它是一个理想的方波信号,其频率和占空比都可以调整。
而实际的PWM方波信号则由一个比较器产生,当参考信号的值大于或等于三角波信号的值时,比较器输出高电平,反之则输出低电平。
通过调整三角波信号的频率和幅度,就可以改变PWM方波信号的占空比,从而实现电机速度的调节。
PWM调速系统的优点包括响应速度快、调速范围广、精度高、对电机无损等。
由于PWM 调速系统是通过改变电机的输入电压来实现调速的,因此它可以实现电机的无级调速,并且调节非常方便。
此外,PWM调速系统的电路简单、可靠性高、成本低,因此在许多领域得到了广泛应用。
总之,PWM调速系统是一种通过改变脉冲宽度来调节电机速度的调速系统,其优点包括响应速度快、调速范围广、精度高、对电机无损等。
在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的PWM调速系统,并注意其使用和维护。
PWM的调速原理与应用—小车调速
17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的几个重要寄存器
CMOD-PCA计数器方式寄存器 - 计数器方式寄存器 CCON-PCON计数器控制寄存器 - 计数器控制寄存器 CCAPMn-PCA模块比较 捕获寄存器(n=1、2、3、4、5) - 模块比较/捕获寄存器 模块比较 捕获寄存器( 、 、 、 、 )
11
置位CCON寄存器的中断标志位 寄存器的中断标志位CCFn。 置位 寄存器的中断标志位 。 脚翻转。 使CEXn脚翻转。 脚翻转
电子发烧友 电子技术论坛SiChuan Engineering Technical College-1959
00:fosc/6 : 01:fosc/12 : 10:定时器0溢出 :定时器 溢出 11:ECI/P1.2脚的外部时钟 : 脚的外部时钟
ECF:PCA使能计数溢出中断:ECF=1时,使能寄存器 : 使能计数溢出中断: 位的中断。 使能计数溢出中断 时 使能寄存器CCON CF位的中断。ECF=0时, 位的中断 时 禁止该功N能 禁止该功 能。
CMOD-PCA计数器方式寄存器 - 计数器方式寄存器
位 符号 D7 CIDL D6 WDTE D5 D4 D3 D2 CPS1 D1 CPS0 D0 ECF
CIDL:计数器空闲控制:CIDL=0时,空闲模式下 :计数器空闲控制: 计数器继续工作。 时 空闲模式下PCA计数器继续工作。CIDL=1时, 计数器继续工作 = 时 空闲模式下PCA计数器禁能。 计数器禁能。 空闲模式下 计数器禁能 WDTE:看门狗定时器使能:WDTE=0时,禁止模块 的看门狗定时器功能。WDTE=1 :看门狗定时器使能: 的看门狗定时器功能。 时 禁止模块4的看门狗定时器功能 时使能看门狗定时器。 时使能看门狗定时器。 CPS1、CPS0 :PCA计数脉冲选择。 、 计数脉冲选择。 计数脉冲选择
pwm调速的原理
pwm调速的原理
PWM调速的原理是通过改变脉冲宽度来控制电机的转速。
具
体来说,PWM调速是通过周期性地改变电机输入电压的占空
比来实现的。
占空比是指一个周期内高电平时间与周期时间之比。
在PWM调速中,输入电压的占空比决定了电机的平均功率输
入量。
当占空比较小时,电机会得到较低的平均功率输入,转速较低;而当占空比较大时,电机会得到较高的平均功率输入,转速也会提高。
PWM调速的核心是使用一个周期性的信号源,即PWM信号。
PWM信号由一个方波和一个调制信号合成,方波的周期决定
了调速系统的调速速度,而调制信号决定了占空比。
比如,一个周期为T的方波信号,周期的一半时间为高电平,一半时间为低电平,占空比为50%。
如果将调制信号与方波
信号合成,当调制信号为高电平时,输出的PWM信号也为高
电平,此时电机能够得到较高的平均功率输入,转速较快;当调制信号为低电平时,输出的PWM信号也为低电平,电机得
到较低的平均功率输入,转速较慢。
通过调节调制信号的频率和占空比,可以控制PWM信号的形状,从而控制电机的转速。
常见的PWM调速方法有基于定时
器的硬件PWM和基于软件算法的软件PWM。
总之,PWM调速利用改变脉冲宽度来控制电机的转速,通过调节占空比实现不同速度的调整。
pwm调速工作原理
pwm调速工作原理
PWM调速工作原理是通过不断变化脉冲宽度来调节电机的转速,从而实现对电机的精确控制。
具体原理如下:
1. PWM(脉冲宽度调制)是一种调制技术,通过调节矩形脉
冲信号的宽度来控制信号的平均功率。
通常情况下,频率是固定的,而脉冲宽度则根据需求进行调整。
2. 基于PWM的调速原理是利用调整脉冲信号的宽度来改变电
机的平均电压,进而改变电机的转速。
脉冲宽度越宽,电机所接收到的平均电压越高,电机转速也会相应增加。
3. 在PWM调速中,控制器会先将输入信号(比如电压或电流)进行采样,并将其转换为数字信号。
然后,控制器会根据所设定的控制信号来生成PWM信号。
4. 生成PWM信号时,控制器会设置一个固定的频率,例如
10kHz,并根据需要调节每个脉冲的宽度。
脉冲宽度的调节是
通过比较输入信号与一个参考信号(通常为一个可变电压)来实现的。
5. 控制器通过不断比较输入信号和参考信号的大小,来确定每个脉冲的高电平时间长度。
如果输入信号较大,脉冲的高电平时间将增加;如果输入信号较小,脉冲的高电平时间将减少。
6. 这样,在整个PWM周期内,通过改变脉冲宽度的高电平时
间长度,即可实现对电机转速的调节。
脉冲宽度调宽时,电机
转速增加;脉冲宽度调窄时,电机转速减小。
7. 通过控制器的不断调整,使得PWM信号的平均电压与所需的电机转速相匹配,从而实现精确的调速效果。
总结起来,PWM调速通过改变脉冲宽度来调整电机的平均电压,进而改变电机的转速。
这种调速方式可实现高精度的调速效果,广泛应用于各种需要精确控制的场合。
pwm电机调速原理
pwm电机调速原理PWM电机调速原理。
PWM(Pulse Width Modulation)电机调速原理是指通过改变脉冲宽度调制信号的占空比来控制电机的转速。
在工业自动化控制系统中,PWM调速技术被广泛应用于各种电机的调速控制中,具有调速范围广、响应速度快、效率高等优点。
本文将从PWM调速原理的基本概念、工作原理、应用特点等方面进行详细介绍。
1. PWM调速原理的基本概念。
PWM调速原理是利用脉冲宽度调制技术,通过改变脉冲信号的占空比来控制电机的转速。
在PWM信号中,脉冲的宽度和周期是可以调节的,通过改变脉冲的宽度,可以改变电机的平均电压,从而实现电机的调速控制。
通常情况下,PWM信号的频率是固定的,而脉冲的宽度则根据需要进行调节,以实现对电机的精确控制。
2. PWM调速原理的工作原理。
PWM调速原理的工作原理主要包括两个方面,脉冲信号的生成和电机的控制。
首先,通过PWM信号发生器产生一定频率的脉冲信号,然后通过占空比控制电路改变脉冲信号的宽度,最后输出给电机进行控制。
在电机端,通过接收PWM信号,控制电机的电压和电流,从而实现电机的调速控制。
3. PWM调速原理的应用特点。
PWM调速原理具有调速范围广、响应速度快、效率高等特点。
首先,通过改变脉冲信号的占空比,可以实现对电机转速的精确控制,调速范围广。
其次,由于PWM信号的开关速度快,可以实现对电机的快速响应,响应速度快。
最后,由于PWM调速原理可以实现对电机的高效控制,因此具有较高的能量利用率,效率高。
4. PWM调速原理的工业应用。
PWM调速原理在工业领域有着广泛的应用,特别是在各种电机的调速控制中。
例如,风机、泵、压缩机等设备的调速控制都可以采用PWM调速技术,实现对设备运行的精确控制。
此外,PWM调速原理还可以应用于电动汽车、电动工具等领域,实现对电机的高效控制,提高设备的整体性能和能源利用率。
5. 结语。
通过本文的介绍,我们了解了PWM电机调速原理的基本概念、工作原理、应用特点及工业应用。
智能小车PWM调速
智能小车 PWM调速1、 PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计一、 PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理:脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。
图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。
语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。
因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。
因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。
在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<<Ts的情况,均匀采样和非均匀采样差异非常小。
如果假定采样为均匀采样,第k个矩形脉冲可以表示为:(1)其中,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期;是未调制宽度;m是调制指数。
然而,如果对矩形脉冲作如下近似:脉冲幅度为A,中心在t = k Ts处,在相邻脉冲间变化缓慢,则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为:(2)其中,。
无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。
当时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。
二、数字脉冲宽度调制器的实现:实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
图中,在时钟脉冲的作用下,循环计数器的5位输出逐次增大。
5位数字调制信号用一个寄存器来控制,不断于循环计数器的输出进行比较,当调制信号大于循环计数器的输出时,比较器输出高电平,否则输出低电平。
循环计数器循环一个周期后,向寄存器发出一个使能信号EN,寄存器送入下一组数据。
在每一个计数器计数周期,由于输入的调制信号的大小不同,比较器输出端输出的高电平个数不一样,因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
智能小车PWM调速
1、PWM原理
2、调制器设计思想
3、具体实现设计
一、PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理:
脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。
图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。
语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。
因此,从图1中可以看出,比较器输
出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。
因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。
在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<<Ts的情况,均匀采样和非均匀采样差异非常小。
如果假定采样为均匀采样,第k个矩形脉冲可以表示为:
(1)
其中,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期;是未调制宽度;m是调制指数。
然而,如果对矩形脉冲作如下近似:脉冲幅度为A,中心在t = k Ts处,在相邻脉冲间变化缓慢,则脉冲宽度调制波x p(t)可以表示为:
(2)
其中,。
无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。
当时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。
二、数字脉冲宽度调制器的实现:
实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
图中,在时钟脉冲的作用下,循环计数器的5位输出逐次增大。
5位数字调制信号用一个寄存器来控制,不断于循环计数器的输出进行比较,当调制信号大于循环计数器的输出时,比较器输出高电平,否则输出低电平。
循环计数器循环一个周期后,向寄存器发出一个使能信号EN,寄存器送入下一组数据。
在每一个计数器计数周期,由于输入的调制信号的大小不同,比较器输出端输出的高电平个数不一样,因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。
图3
为了使矩形脉冲的中心近似在t=kTs处,计数器所产生的数字码不是由小到大或由大到小顺序变化,而是将数据分成偶数序列和奇数序列,在一个计数周期,偶数序列由小变大,直到最大值,然后变为对奇数序列计数,变化为由大到小。
如图3例子。
奇偶序列的产生方法是将计数器的最后一位作为比较数据的最低位,在一个计数周期内,前半个周期计数器输出最低位为0,其他高位逐次增大,则产生的数据即为偶数序列;后半个周期输出最低位为1,其余高位依次减小,产生的数据为依次减小的偶序列。
具体电路可以由以下电路图表示:
三、8051中的PWM模块设计:
应该称为一个适合语音处理的PWM模块,输出引脚应该外接一积分电路。
输出波形的方式适合作语音处理。
设计精度为8位。
PWM模块应包括:
1、比较部分(Comp):
2、计数部分(Counter):
3、状态及控制信号寄存/控制器(PWM_Ctrl);
1)状态积寄存器:(Flags),地址:E8H ;
①EN:PWM模块启动位,置位为‘1’将使PWM模块开始工作;
②(留空备用)
③④解调速率标志位:00 –无分频;01 – 2分频;10 – 10分频;11 – 16分频。
(RESET后为00)
⑤(留空备用)
⑥(留空备用)
⑦(留空备用)
⑧(留空备用)
注意:该寄存器可以位操作情况下可写,不可读;只能在字节操作方式下读取。
2)数据寄存器(DataStore),地址:F8H;
注意:该寄存器值不可读,只可写。
4、端口:
1)数据总线(DataBus);(双向)
2)地址总线(AddrBus);(IN)
3)PWM波输出端口(PWMOut);(OUT)
4)控制线:
①CLK:时钟;(IN)
②Reset:异步复位信号;(IN 低电平有效)
③WR:写PWM RAM信号;(IN 低电平有效);
④RD:读PWM RAM信号;(IN 低电平有效)
⑤DONE:接受完毕反馈信号;(OUT 高电平有效)
⑥INT:中断申请信号;(OUT 低电平有效)
⑦IntResp:中断响应信号;(In低电平有效)
⑧ByteBit:字节/位操作控制信号(IN 1-BYTE 0-BIT);
⑨⑩
中断占用相当于MCU8051的外部中断2,则可保证在5个指令周期之内,“读取数据”中断必定得到响应。
PWM模块使用方法:因为占用了8051外部中断1,所以在不使用该模块时,应该把外部中断2屏蔽。
而PWM模块产生的中断请求可以看作是“能接受数据”的信号。
中断方法如后“中断读取数据过程”。
使用PWM模块,应该先对内部地址8FH的数据寄存器写入数据,然后设置地址8EH的状态寄存器最低位(0)为‘1’,即PWM模块开始工作并输出PWM调制波(如TIMER模块)。
在输出PWM调制波过程中,应及时对PWM写入下一个调制数据,保证PWM连续工作,输出波形连续。
(待改进)
中断读取数据过程:
1. PWM模块可以读取数据,申请中断信号INT置位为‘0’,等待8051响应;
2. 8051接受到中断申请后,作出中断响应,置位IntResp信号线为‘0’;
3. PWM模块收到IntResp信号后,把中断申请信号INT复位为‘1’,等待8051通知读取数据WR信号;
4. 8051取出要求数据放于数据总线(DataBus)上,并置WR信号为‘0’;
5. PWM模块发现WR信号为‘0’,由数据总线(DataBus)上读取数据到内部数据寄存器,将DONE位置
位为‘1’;
6. 8051发现DONE信号的上跳变为‘1’,释放数据总线;
7. PWM模块完成当前输出周期,复位DONE为‘0’,从此当前数据寄存器可以再次接受数据输入。
注意事项:
1)输出的PWM信号中的高电平部分必须处于一个输出周期的中间,不能偏离,否则输出语音经过低通后必定是一失真严重的结果。
2)对于8位精度的PWM,每个输出周期占用256(28)个机器周期,但是包含256个机器周期至少有22个指令周期,亦即264(22*12)个机器周期,由于语音信号的连续性,256与264之间相差的8个机器周期是不能由之丢空的,否则也会使输出信号失真。
如果将须输出数字量按256/264的比例放大输出,亦不可行,因为如此非整数比例放大,放大倍数很小,则经过再量化后小数部分亦会被忽略掉,产生失真。
举例:输出数字量为16,按比例放大后为16.5,更会产生难以取舍的问题。
故采取以下办法:该模块以时钟周期为标准,而与TMBus无关,即基本上与8051部分异步工作。
读取数据方式为每次读取足够数据段储存于模块内的RAM内(暂定每次读取8字节),储存字节数必须能保证PWM输出该段数据过程中,有足够时间从RAM处继续读取数据。
由于占用了8051的外部中断2,中断申请在3个指令周期(36个时钟周期)内必定能得到响应,而PWM模块处理一个数据需要固定耗时256个时钟周期,故能保证PWM模块顺序读取数据中断能及时得到响应,不会影响调制信号的连续性。
3)RD RAM过程是异步过程。
4)输出后数据寄存器不自动清零。
因为可以通过把Flags(0)写‘0’而停止PWM模块继续工作。