PWM直流电机驱动实验
NE555简易直流电机PWM驱动电路的实现
NE555简易直流电机PWM驱动电路的实现NE555是一种常用的集成电路，可以实现各种定时和脉冲宽度调制(PWM)应用。
在直流电机驱动中，使用NE555可以实现简易的PWM调速效果。
本文将详细介绍如何使用NE555实现直流电机的PWM驱动电路，并对其原理进行解释。
一般来说，直流电机通常需要调节电压或者频率来改变其转速。
而PWM调速就是通过调节脉冲的高电平时间与低电平时间的比例来实现对电机的速度控制。
接下来，我们将详细分析NE555的工作原理及其在直流电机PWM驱动中的应用。
首先，我们来了解一下NE555的基本工作原理。
NE555是一种8引脚的集成电路，主要由比较器、RS触发器、输出驱动器以及电源电压稳压器等组成。
在PWM调速应用中，NE555的输入电压Vcc连接至电源正极，引脚2和引脚6接地，引脚5连接电源负极，引脚4连接至电位器PI，辅助引脚1和7置空或者接地。
NE555的主要工作模式有两种：单稳态触发和多谐振荡器。
在直流电机PWM驱动中，我们将使用NE555的多谐振荡器模式来实现PWM调速功能。
多谐振荡器模式下，NE555输出方波信号，其周期和占空比可以通过引脚2和引脚6之间的电压比例来控制。
当引脚2电压高于引脚6时，输出高电平；当引脚2电压低于引脚6时，输出低电平。
接下来，我们将详细讲解如何使用NE555来实现直流电机的PWM驱动电路。
首先，我们需要连接一个电位器来调节占空比。
将电位器PI的中间脚连接至引脚6，一边脚连接至引脚5，另一边脚连接至电源负极。
通过调节电位器的旋钮，可以改变引脚6的电压，从而控制占空比。
同时，为了保护NE555和直流电机，我们还需要连接一个MOS管或者晶体管来作为输出驱动器。
将驱动器的基极或者门极连接至NE555的输出引脚3，将驱动器的集电极或者漏极连接至直流电机的正极，将驱动器的发射极或者源极连接至电源负极。
在NE555的多谐振荡器模式下，我们需要选择一个合适的电容和电阻来设置输出的频率和占空比。
基于dSPACE的直流电机PWM实验设计
8、PWM控制直流电机实验
南昌大学实验报告学生姓名：黄鹏飞学号：6100212197 专业班级：中兴通信121实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2014-5-21 实验成绩：PWM 控制直流电机实验一、实验目的熟练掌握汇编语言程序的编辑、调试和运行的过程和方法。
了解汇编语言程序的汇编、运行环境。
1．熟悉直流电动机的工作特性。
2．学习PWM 控制直流电机转速的方法。
二、实验要求1．掌握常用的编辑工具软件（如WORD、EDIT）、MASM和LINK的使用；2．根据系统提供的直流电机驱动，使用单片机PWM 驱动直流电机，并通过简单扩展口74LS244 读入8 位开关量，来控制PWM 的占空比，从而控制直流电机的转速。
3．根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证；三、实验说明1．直流电机介绍：PWM 是单片机上常用的模拟量输出方法，用占空比不同的脉冲驱动直流电机转动，从而得到不同的转速。
本实验需要用到CPU 模块（F3 区）、直流电机模块（A6 区）、并行数模转换模块（D8 区）、8279 显示模块（E7 区）。
直流电机电路原理参见图22-1A。
2．学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图。
3．本例说使用的汇编的软件以一个高度集成的优化DOS软件—WinMasmV2.2。
四、实验程序;//*文件名: DCMotor FOR 8088;功能：PWM控制直流电机转速实验;接线：连接直流电机模块的V-DCMotor到8255模块的PC0；; 连接8255模块的CS_8255到CPU模块的200H；; 用导线连接CPU模块的208H到扩展输入模块的CS_244；; 用8位数据线连接八位逻辑电平输出模块的JD1E到扩展输入模块的JD2C;; 八位逻辑电平显示模块的JD4B到扩展输出模块的JD1C。
;//******************************************************************* *PA8255 EQU 200H ;8255PA口地址PB8255 EQU 201H ;8255PB口地址PC8255 EQU 202H ;8255PC口地址PCTL8255 EQU 203H ;8255控制口地址D244 EQU 208HCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:PUSH CSPOP DSMOV DX,PCTL8255MOV AL,80H ;设置8255口为输出口OUT DX,ALMOV DX,D244 ; 并行输入口地址IN AL,DX ; 输入数据，读开关状态MOV AH,ALDRIVE: CALL PWMMOV DX,D244 ; 并行输入口地址IN AL,DX ; 输入数据，读开关状态CMP AL,AHJE DRIVEMOV AH,ALJMP DRIVEPWM:MOV DX,PCTL8255MOV AL,01H ;PC0: 置“1”OUT DX,ALMOV CH,0MOV CL,AHCALL DELAYMOV AL,00H ;PC0: 置“0”OUT DX,ALNOT AHMOV CH,0MOV CL,AHCALL DELAYRETDELAY: MOV AL,CLCMP AL,0JNZ TOLOOPINC CLTOLOOP:LOOP $RETCODE ENDSEND START五、实验步骤与结果1）系统各跳线器处在初始设置状态。
EDA实验九 直流电机驱动设计
实验九直流电机驱动设计一、实验目的：1、了解直流电机控制的工作原理和实现的方法。
2、掌握PWM波控制直流电机转速的方法。
3、学会用于Verilog语言设计直流电机控制电路。
二、实验仪器设备1、PC机一台2、FPGA实验开发系统一套。
三、实验的重点和难点1、重点：掌握直流电机调速控制原理。
2、难点：应用Verilog语言实现直流电机控制电路设计。
四、实验原理：本次实验使用的电机驱动电路如下图所示图1 直流电机H桥驱动电路图2 锁存器1、调方向如图1所示，当PWM1为高电平时，PWM2为低电平时，Q2和Q4导通，Q3和Q5不导通。
当PWM1为低电平时，PWM2为高电平时，Q2和Q4不导通，Q3和Q5导通。
两种情况电机转动的方向不一样。
2、调速度电机的速度是通过PWM调节，所谓PWM就是脉宽调制器，通过调制器给电机提供一个具有一定频率的脉冲宽度可调的脉冲电。
脉冲宽度越大即占空比越大，提供给电机的平均电压越大，电机转速就高。
反之脉冲宽度越小，则占空比越越小。
提供给电机的平均电压越小，电机转速就低。
五、实验步骤（1）启动Quartus II 建立一个空白工程，选择的器件为Altera 公司的Cyclone 系列的EP2C8Q240C8芯片，命名为moto.qpf；（2）新建一个Schematic File 文件，命名为moto.bdf；（3）分别新建3 个Verilog HDL File 文件，分别命名为divclk.v，pwm_logic.v, moto_test.v。
输入程序代码并保存（对应源程序11），然后进行综合编译。
若在编译过程中发现错误，则找出错误并更正错误，直至编译成功为止。
（4）从设计文件创建模块（File）, divclk.v生成名为divclk.bsf；pwm_logic.v 生成名为pwm_logic.bsf；moto_test.v 生成moto_test.bsf;（5）在moto.bdf 文件中，在空白处双击鼠标左键，在Symbol 对话框左上角的libraries 中,分别将Project 下的divclk、moto_test、pwm_logic 模块放在图形文件moto.bdf 中，加入输入、输出引脚，双击每个引脚，进行引脚命名，并锁定管脚，将未使用的引脚设置为三态输入（一定要设置，否则可能会损坏芯片）；完整的顶层模块原理图如图所示其中K1 控制电机的正转与反转；K2 控制电动机启动、停止；K3 控制占空比；（6）将moto.bdf 设置为顶层实体。
NE555简易直流电机PWM驱动电路的实现
应用NE5532实现话筒信号的高保真频率、幅值可调正弦波、方波、三角波电路设计报告：董浪、杰、马世力日期： 2015年4月25日设计要求：应用NE555集成电路设计和制作简易的直流电机PWM驱动电路，通过调节555的输出方波占空比来调节直流电机转速NE555相关参数：设计思路、电路原理图如图：通过改变可调电阻的组织来改变占空比、频率，电容器充放电的反复进行，经过NE555后输出最大幅值为VCC（5伏）、频率可调的脉冲。
振荡频率：f=1/(t pH＋t pL)≈1.43/(R A＋R B)C经计算可调频率为2.58KHz-26.68KHz电路仿真：应用NE5532实现话筒信号的高保真设计要求：用NE5532设计一个话筒放大电路，输入信号为驻极体话筒产生的信号，然后对信号进行放大，输出信号幅度可以调节NE5532相关参数设计思路、原理图NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。
与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压围大等特点。
因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及通道放大器。
利用双差分式放大电路，放大差模信号、抑制共模信号，有效的放大驻极体话筒产生的信号。
频率、幅值可调正弦波、方波、三角波电路设计要求：设计和制作正弦波、方波、三角波产生电路，具体指标不限，但要求输出幅值可调、频率可调相关参数该部分所需芯片的参数和部结构在上述部分已经罗列设计思路、电路原理图利用RC谐振回路生成回路需满足电路的自激振荡，在正反馈的作用下满足幅值平衡，再设置合理地参数满足相位平衡即可产生正弦波。
结合第一部分使用NE555集成电路芯片产生脉冲的方法，来达到产生三种波形的目的。
电路仿真：。
fpga直流电机pwm控制实验原理
fpga直流电机pwm控制实验原理FPGA是一种可编程门阵列器件，可以用于实现数字电路设计，在工业自动化控制中有很广泛的应用。
而直流电机是一种常见的机电设备，其控制方式多种多样。
其中较常用的一种是PWM控制方式，即采用脉宽调制技术来实现电机控制。
在PWM控制方式中，通过将直流电源接入一个可变的开关，将其与电机串联，开关控制周期性地将电源接入电机绕组中，从而实现电机转动的控制。
在实际控制过程中，通过调整开关的开闭时间，可以实现不同的控制效果。
FPGA直流电机PWM控制实验，就是通过使用FPGA器件来实现对电机的PWM控制。
实验的流程如下：1.定义时钟信号：FPGA是一种异步工作的器件，需要一个时钟信号来同步各种逻辑操作。
因此，实验开始时需要定义一个时钟信号。
2.配置PWM模块：PWM模块是FPGA内部的一个模块，用于生成脉宽调制信号。
在此步骤中，需要对PWM模块进行配置，包括设置PWM输出频率、占空比、极性等参数。
3.编写控制代码：编写控制代码来实现PWM控制。
控制代码需要读取PWM模块输出，根据实际需要设置占空比、频率等参数，从而实现对电机的控制。
4.连接硬件：将FPGA器件与直流电机连接起来，使得FPGA能够对电机进行控制。
5.测试验证：通过实验来验证控制代码及电路的正确性。
在测试过程中，需要对PWM 信号进行观测，以确保其频率、占空比等参数符合预期，同时需要对电机转速进行观测，以确保电机的实际控制效果与预期一致。
总之，FPGA直流电机PWM控制实验，可以帮助我们更好地理解数字电路和控制原理，并通过实验验证对控制技术的应用。
在之后的研究和实际应用中，可以根据需要选择不同的PWM控制方式，并结合实际应用场景进行优化和调整，以实现最佳的控制效果。
直流调速电机实验报告
一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。
本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。
四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。
（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。
（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。
（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。
2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）启动电机，观察电机正反转及转速。
（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。
（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。
（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。
（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。
2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。
（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。
（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。
PWM直流电机调速实验报告
直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成。模块的电源由接口总线引入。本模块使用的电机为5V直流电机。
1）电机测速部分
①直流电机测速原理介绍
电机测速部分由光电开关完成，电机带动一个周边均匀分布圆孔的金属圆盘，当电机转动时，圆盘跟着一起转动。光源发出的光通过圆孔照射到光电器件上，当圆孔随着电机轴转动时，光电开关可以输出和圆孔数目相同的脉冲，从而测得转速。
3.观察直流电机转速，一段时间后控制在程序设定的值30转/S的左右。
三、实验原理图
四、实验原理
1.PWM的调速原理
PWM调速是通过改变输出脉冲的占空比，从而改变电机转速的一种调速方法。PWM调速分为单极性和双极性两种。在单极性方式下，电机的转动方向不变，改变的只是转速；而在双极性方式下，电机的转动方向和转速都是可变的。本实验是单极性控制，其基本原理如下：
shortdelay(PWMH);
PWM=0;//turn off电机
shortdelay(PWML);
}
}
五、实验结论及讨论
本实验成功实现了直流电机转速的控制，转速设定值为30r/s，通过数码管显示出当前转速，和设定值，利用脉宽调制原理对电机转速进行间接控制。
本实验实现了通过PWM方法使输出电压改变从而改变直流电机转速的目标，并且电机的转速可以显示出来。因此，本实验既达到了动态调节电机转速，又实现了实时检测电机运转情况。
机电一体化实验报告
题目：
PWM直流电机调速实验
学生姓名：
学号：
指导教师：
张友旺
学院：
机电工程学院
专业班级：
机械1604班
日期2019年12月
基于PWM控制的直流电机驱动设计
基于PWM控制的直流电机驱动设计摘要：介绍了一种利用单片机软件实现pwm调速从而控制小功率直流电动机驱动的方法，并将控制电压用数字电压表进行显示。
详述了系统硬件的设计方案、系统设计框图和印加电路原理图；并对系统的软件设计思想进行了详细介绍，最后通过仿真测试证明的系统设计的正确性。
关键词：直流电机单片机 pwm调速中图分类号：tm33 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2012）11-0155-021、引言直流电动机驱动的控制方法可分为励磁控制法与电枢电压控制法两类。
pwm软件控制是目前实现电枢电压控制的一种主流的控制方式。
这种控制方式就是利用单片机编程产生一定周期、占空比不同的方波信号，当占空比较大时，电机的控制电压就高，相应电机的转速就高，否则电机的转速就低。
利用这种方法控制的小功率直流电动机驱动能给我们提供良好的线性调速特性、简单而实用的控制性能、较高的效率、优异的动态特性以及低成本和便携性，给各种设计和应用带来了极大的便利。
本系统的设计是运用单片机控制软件实现pwm调速来控制小功率直流电动机，并将控制电压用数字电压表进行显示。
2、系统硬件设计方案系统的硬件部分有单片机主控部分、直流电机驱动部分、电压调节部分、pwm输出部分、a/d转换部分、显示部分。
控制系统采用at89c51单片机，a/d转换采用adc0809，驱动部分接在单片机的p3.7口，由编程通过调整输出脉冲的占空比来调节输出的模拟电压，显示部分用四位一体数码管。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行８路其他a/d转换的测量。
系统框图和硬件电路原理图如图1和图2所示：图1 系统硬件框图3、系统软件设计主程序的主要功能是利用单片机的定时器/计数器，以及中断功能将模拟电压转换成pwm方波输出。
同时，模数转换器adc0 808将模拟量转换成数字量，单片机查表显示出相应的控制电压值。
主程序的流程图3所示：pwm输出子程序的主要功能是利用单片机的中断功能，当计数器溢出的时候，相应标志位打开中断，然后在p3.7口输出pwm方波。
51单片机的L298N直流电机驱动(PWM)
51单片机的直流电机驱动如下图所示为L298N焊接的供电板子，怎么用呢？首先，介绍下上面的接口部分，一共五个部分。
●第一部分：L298N芯片。
这就不用多说了，百度文库上有很多关于这个芯片的资料，我就不多说了。
●第二部分：A1 、A2、B1、B2四个接口分别用来连接直流电动机或者是步进电机。
A1和A2是一组，驱动一个电机。
B1和B2一组驱动另一个电机。
●第三部分：VDD接口，可以接一个六节1.5V的五号电池的正极。
（右边那个GND是共地端，要将你用的开发板的GND和这个仪器接上，同时也是电源的共地接口）●第四部分：节四节1.5V五号电池的正极。
负极接GND。
●第五部分：这里一共有六个接口：●1.ENA 使能A1、A2的接口，也就是说如果ENA不接高电平，那么A1、A2驱动的电机是不可能可以驱动的。
2 ENB 同上。
3A1、A2、B1、B2 你可以用你的开发板的四个I\O口接它们，它们的高低电平将直接影响到第二部分输出的高低电平（经过芯片的放大，这是的电压已经很高了，这就是作用）。
如果你想驱动电机A运转，可以在A1上加高电平A2上加低电平。
这样电机就有了电势差，就可以云装了，调整电势差可以改变正传反转和加减速（PWM来控制）。
下面上源码，源码收集于网上，原著不详，现回馈大家。
#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit INPUT1 = P1^0; //控制口sbit INPUT2 = P1^1;sbit INPUT3 = P1^2;sbit INPUT4 = P1^3;sbit ENA = P1^4; //产生PWM波sbit ENB = P1^5;uint MA=0,MB=0;uint SpeedA=20;//50%占空比uint SpeedB=20;void delay(uint z) {uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=125;y>0;y--);}void main(void){delay(1000) ;delay(1000) ;INPUT1=1;INPUT2=0;INPUT3=1;INPUT4=0;TH0 = 0xF4;TL0 = 0x48;TH1 = 0xF4;TL1 = 0x48;TMOD = 0x11;TR0 = 1;TR1 = 1;ET0 = 1;ET1 = 1;EA = 1;while(1){}}//时钟0中断处理函数void time0_int() interrupt 1 using 1 {TR0=0;TH0=0xF4;TL0=0x48;MA++;if(MA< SpeedA){ENA = 1;}else ENA = 0;if(MA == 40){MA = 0;}TR0 = 1;}//时钟1中断处理函数void time1_int() interrupt 3 using 1 {TR1=0;TH1=0xF4;TL1=0x48;MB=MB + 1;if(MB < SpeedB){ENB=1;}else ENB = 0;if(MB == 40){MB = 0;}TR1 = 1;}。
实验九 直流电机的PWM控制电路(2011)OK
实验九直流电机的PWM控制电路一、实验目的1．学习PWM的FPGA控制原理。
2．掌握直流电机PWM控制电路的控制原理和设计方法。
二、预习要求1．仔细阅读实验指导，了解直流电机的PWM控制原理，掌握直流电机PWM控制电路的设计思路和设计方法。
2．分别设计转速控制电路、旋转方向控制电路和转速测量电路，并对各部分电路进行时序仿真。
3．设计顶层图形文件，进行时序仿真。
4．对顶层设计文件进行引脚锁定。
5．在预习报告中绘制表格，以便下载后记录数码管8显示的电机转速档位和数码管5、4、2、1显示的转速值。
三、实验内容1．设计直流电机控制电路，使之控制直流电机的转速和旋转方向。
直流电机的转速分为4档，0档为不运转，1～3档转速依次增加，通过按键控制直流电机的转速，并用数码管显示当前的转速档位。
在直流电机上方提供了红外光电电路，可以测量直流电机的转速。
根据频率计原理，设计转速测量电路，并通过数码管显示测量结果。
通过按键控制直流电机旋转的方向。
使电路具有系统复位功能。
进行模块划分和设计，对各个模块进行仿真验证，深入理解直流电机的控制方法。
2．在GW48-SOPC+实验箱上进行设计的下载和验证。
设置实验箱工作在模式7（按键1、4、7按下时输出均为单脉冲，已经过消抖，高有效）。
使用按键4控制直流电机的转速，每按下该按键，则转速在1、2、3、0四档间循环变化（0档为不旋转）。
在直流电机旋转过程中，使用按键1控制直流电机旋转的方向，初始时为逆时针旋转（反转）；当按下按键1，则变为顺时针旋转（正转）；再次按下按键1，又变为反转……。
使用按键7进行系统复位，按下此键则电机停止运转。
由数码管8显示当前的转速档位值。
用数码管5、4、2、1以十进制显示转速测量结果。
四、实验原理1．直流电机的工作原理直流电机是一种重要的执行机构，被广泛应用于各种机械设备中。
它使用直流电流作为驱动电流。
直流电机内部主要由主磁极、绕组线圈、换向片、电刷等部件构成，其结构如图2. 1所示。
PWM控制直流电机实验报告
PWM控制直流电机实验报告PWM 控制直流电机实验一、实验目的1、熟悉PWM调制的原理和运用。
2、熟悉直流电机的工作原理。
3、能够读懂和编写直流电机的控制程序。
二、实验原理：运动控制系统是以机械运动的驱动设备──电机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子器件及功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。
这类系统控制电机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动控制的运动要求。
可以看出，控制技术的发展是通过电机实现系统的要求，电机的进步带来了对驱动和控制的要求。
电机的发展和控制、驱动技术的不断成熟，使运动控制经历了不同的发展阶段。
1、直流电机的工作原理：直流电机的原理图图中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。
转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。
(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的)。
上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。
定子与转子之间有一气隙。
在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。
换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。
换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。
在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
当给电刷加一直流电压，绕组线圈中就有电流流过，由电磁力定律可知for(i=5000;i>0;i--);}②键盘中断处理子程序：采用中断方式，按下键，完成延时去抖动、键码识别、按键功能执行。
要实现按住加/减速键不放时恒加或恒减速直到放开停止，就需在判断是否松开该按键时，每进行一次增加/减少一定的占空比。
③显示子程序：利用数组方式定义显示缓存区，缓存区有8位，分别存放各个数码管要显示的值。
直流电机PWM调速
直流电机转速的PWM控制测速王鹏辉姬玉燕摘要本设计采用PWM的控制原理来完成对直流电机的正转、反转以及其加速、减速过程的控制，在此过程中是通过单片机的定时器加上中断的方式产生不同时长的高低电压脉冲信号来完成。
并通过霍尔传感器对直流电机的转速进行测定，最后将实时测定的转速数值1602液晶屏上。
关键词：PWM控制直流电机霍尔传感器 1602液晶显示屏 L298驱动一、设计目的：了解直流电机工作原理，掌握用单片机来控制直流电机系统的硬件设计方法，熟悉直流电机驱动程序的设计与调试，能够熟练应用PWM方法来控制直流电机的正反转和加减速，提高单片机应用系统设计和调试水平。
1.1系统方案提出和论证转速测量的方案选择,一般要考虑传感器的结构、安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;再就是二次仪表的要求,除了显示以外还有控制、通讯和远传方面的要求。
本说明书中给出两种转速测量方案，经过我和伙伴查资料、构思和自己的设计，总体电路我们有两套设计方案，部分重要模块也考虑了其它设计方法，经过分析，从实现难度、熟悉程度、器件用量等方面综合考虑，我们才最终选择了一个方案。
下面就看一下我们对两套设计方案的简要说明。
1.2 方案一：霍尔传感器测量方案霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的？其核心元件是根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。
本文介绍一种泵驱动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。
霍尔转速传感器的结构原理图如图3.1, 霍尔转速传感器的接线图如图3.2 。
传感器的定子上有2 个互相垂直的绕组A 和B, 在绕组的中心线上粘有霍尔片HA 和HB ,转子为永久磁钢,霍尔元件HA 和HB 的激励电机分别与绕组A 和B 相连,它们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。
图3.1 霍尔转速传感器的结构原理图方案霍尔转速传感器的接线图缺点：采用霍尔传感器在信号采样的时候，会出现采样不精确，因为它是靠磁性感应才采集脉冲的，使用时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的采样精度。
实验PWM电机调速实验报告
PWM电机调速班级：09应电（5）班姓名：学号：0906020122指导老师时间：2011年10月20日目录一、实验名称 (2)二、实验设计的目的和要求 (2)三、预习要求 (2)四、电路原理图 (4)五、电路工作原理 (4)六、 PCB图 (5)七、实验结果 (6)·八、实验中出现的问题以及解决方法 (13)九、实验心得 (13)十、参考文献 (14)十一、元件清单 (14)一、实验名称：PWM电机调速二、实验设计的目的和要求1）学习用LM339内部四个电压比较器产生锯齿波、直流电压、PWM脉宽；2）掌握脉宽调制PWM控制模式；3）掌握电子系统的一般设计方法；4）培养综合应用所学知识来指导实践的能力；5）掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法进一步掌握制版、电路调试等技能。
三、预习要求3.1关于LM339器件的特点和一些参数图3-1 LM339管脚分配图1）电压失调小，一般是2mV；2）共模范围非常大，为0v到电源电压减1.5v；3）他对比较信号源的内阻限制很宽；4）LM339 vcc电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；5）输出端电位可灵活方便地选用；6）差动输入电压范围很大，甚至能等于vcc。
3.2 分析PWM电机调速电路的系统组成原理，画出每一级电路输出的波形1）由1、6、7管脚构成的电压比较器，通过RC积分电路调节可调变阻器R5(203)，产生锯齿波图3-2 锯齿波2) 由8、9、14管脚构成的比较器，通过8管脚接入前一个比较器1管脚产生的锯齿波信号与调节R7(103)取样得到的9管脚电压做比较通过比较器14管脚输出的是PWM脉宽图3-3 脉冲波（pwm）3）PWM电机调速电路中有两个三极管，是具有耦合放大作用的4）另外电路中的输入4、5管脚和10、11管脚的两个电压比较器在整个电路中具有欠压保护和过流保护四、电路原理图图4-1 PWM电机调速原理图五、电路工作原理直流电机的PWM调速原理是通过调节驱动电压脉冲宽度的方式，并与电路中一些相应的储能元件配合，改变了输送到电枢电压的幅值，从而达到改变直流电机转速的目的。
直流电机PWM调速系统的设计与仿真
直流电机PWM调速系统的设计与仿真一、引言直流电机是电力传动中最常用的一种电动机，具有调速范围广、响应快、结构简单等优点。
而PWM（脉宽调制）技术是一种有效的电机调速方法，可以通过改变占空比控制电机的转速。
本文将介绍直流电机PWM调速系统的设计与仿真，包括建模分析、控制策略、电路设计和仿真实验等内容。
二、建模分析1.直流电机的模型直流电机的数学模型包括电动势方程和电机转矩方程。
电动势方程描述电机的输出电动势与供电电压之间的关系，转矩方程描述电机的输出转矩与电机转速之间的关系。
2.PWM调速系统的控制策略PWM调速系统的控制策略主要包括PID控制和模糊控制两种方法。
PID控制是一种经典的控制方法，通过比较实际输出与期望输出，计算出控制量来调整系统。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，通过模糊推理，将输入量映射为输出量。
三、电路设计1.电机驱动电路设计电机驱动电路主要由电流传感器、逆变器和滤波器组成。
电流传感器用于测量电机的电流，逆变器将直流电压转换为交流电压，滤波器用于消除电压中的高频噪声。
2.控制电路设计控制电路主要由控制器、比较器和PWM信号发生器组成。
控制器接收电机转速的反馈信号，并与期望转速进行比较，计算出控制量。
比较器将控制量与三角波进行比较，生成PWM信号。
PWM信号发生器将PWM信号转换为对应的脉宽调制信号。
四、仿真实验1.系统建模与参数设置根据直流电机的模型，建立MATLAB/Simulink仿真模型，并根据实际参数设置电机的转矩常数、转矩常数、电机阻抗等参数。
2.控制策略实现使用PID控制和模糊控制两种方法实现PWM调速系统的控制策略。
通过调节控制参数，比较不同控制方法在系统响应速度和稳定性上的差异。
3.仿真实验结果分析通过仿真实验，分析系统的静态误差、动态响应和稳定性等性能指标。
比较不同控制方法的优缺点，选择合适的控制方法。
五、结论本文介绍了直流电机PWM调速系统的设计与仿真，包括建模分析、控制策略、电路设计和仿真实验等内容。
PWM实验报告
51单片机控制直流电机PWM调速实验时间：第12周星期六1-4节51单片机控制直流电机PWM调速实验目的1．掌握脉宽调制 (PWM) 的方法。
2．用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制。
实验设备PC 机一台，单片机最小系统，驱动板、直流电机，连接导线等实验原理1．PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制。
即，通过改变输出脉冲的占空比，实现对直流电机进行调压调速控制。
2．实验线路图：实验内容：1. 利用实验室提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板，编制控制程序，实现直流电机PWM调速控制。
2.实验原理图：3. 程序如下：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit KEY1 = P3^4;sbit KEY2 = P3^5;sbit KEY3 = P3^6;sbit IN1 = P1^0;sbit IN2 = P1^1;sbit ENA = P1^2;sfr ldata=0x80;sbit dula=P2^6;sbit wela=P2^7; //sbit lcden=P3^4;//uchar timer,ms,t_set = 1;uchar T_N=100;uchar T_N1=100;uchar T_H_N=50;uchar T_H_N1=50;void msplay(uchar,uchar);uchar codex1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x27,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79 ,0x71};//uchar code x2[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xd8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};uchar code x3[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};//uchar code x4[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20};void delay(uint z) //延时函数{uint x;for(x=z;x>0;x--);}void Key_Scan(){if(KEY1 == 0){delay(20);while(!KEY1);T_H_N++;if(T_H_N >=99){T_H_N =99;}}if(KEY2 == 0){delay(20);while(!KEY2);T_H_N--;if(T_H_N <= 1){T_H_N = 1;}}if(KEY3 == 0){delay(15);while(!KEY3);IN1=~IN1;IN2=~IN2;}}void Motor_Init(){ENA = 0;IN1 = 1;IN2 = 0;}void Timer0_Init(){TMOD=0X12;TH0=(256-50);TL0=(256-50);// TH1=(65535-T_H)/256;// TL1=(65535-T_H)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1; }void main(){uchar k3,k2,k1,k0;Timer0_Init();Motor_Init();while(1){k2=T_H_N/10;k3=T_H_N%10;k1=0;k0=0;msplay(k0,2);msplay(k1,3);msplay(k2,4);msplay(k3,5);Key_Scan();}}void timer0() interrupt 1{TR0=0;// TH0=(65536-50)/256;// TL0=(65536-50)%256;T_H_N1--;if(0==T_H_N1){ENA=0;T_H_N1=1;}T_N1--;if(T_N1==0){ENA=1;T_N1=100;T_H_N1=T_H_N;}TR0=1;} void msplay(uchar y1,uchar y2){ldata = x1[y1];dula=1;dula=0;delay(1);ldata = x3[y2];wela=1;wela=0;delay(1);ldata = 0x00;dula=1;dula=0;delay(1);ldata = 0x0ff;wela=1;wela=0;delay(1);}占空比数值显示为70时，原理图的显占空比为70%时的调试图实验思考题本实验中是通过改变脉冲的占空比，周期T 不变的方法来改变电机转速的，还有什么办法能改变电机的转速，应该怎么实现？答：可以让占空比不变，改变周期T的大小来改变电机的转速。
arduino电子艺术--PWM直流电机电调实验=
arduino电子艺术--PWM直流电机电调实验
2012-12-15日早上，忙里偷闲做了“PWM直流电机控制实验”这个实验。
PWM电调算是一种比较低级的自动控制技术，所谓的低级就是精度，跟态度恨不能无法调整。
更高级的自动控制技术要用到PID了。
本人非电专业，在大学时自觉完成“信号与系统”，“自动控制”这两们课程，下一个电机实验终于可以用上PID这些自动控制的东西了。
一、电子装备
Arduino uno板1块
L298双桥驱动版1块
导线若干
直流减速电机1个
一、电路连接说明
L298N out1，out2分别直接电机引用
L298N N1,N2分别接arduino 10，11引脚
L298N ENA使能端接arduino 6引脚，高电平有效L298N +5V脚接arduino +5V
L298N GND脚接arduino GND
一、实验功能点
1. 电机停止，正转，反转
2. PWM调速
代码：
一、后续改进
1. 通过比例-积分-微分PID控制器进行精确自动调整
2. 通过蓝牙控制电机转动。
讨论PWM频率对驱动直流电机的影响
讨论PWM频率对驱动直流电机的影响在之前的试验中以及别人的试验中，都遇到过这样的问题：有时候电机在原来的驱动程序下不能正常工作。
1.翻阅很多文档，以及问别人。
提到最多的是问PWM的频率设置为多少。
有高手就提示出应该根据电机的特性来选PWM的频率。
2.一般小的直流电机的特性差别很大。
商场里的玩具遥控车的电机通常为1A以下，这是为了降低驱动电路的成本，通常使用8050，8550就可以驱动。
而遥控模型级别的电机则不同，他们的目标是速度。
所以电机电流通常为1A，甚至几十安。
但是一般用于工业控制的减速电机则不需要那么大的电流。
在几百毫安级别，正常工作只有几十毫安。
这是由于他们要求低功耗，增加可靠性。
3.就说说关于小电流直流电机的PWM调速控制。
多数情况下用于机器人。
这就要求电机要达到以下几个能力：（1）不追求太高的速度，却想要遥控模型的操控特性。
(2)不满足遥控玩具那种简单的控制，却要于遥控玩具电机那样的电流。
（3）它需要有一定时间去做一些蕴含“智慧”的活动，而不像赛车一样只求瞬间爆发的速度。
它需要有一定的“耐力”和稳定性，及精确性。
4.最后说说解决方法：（1）有的说：PWM控制的基本电路与ON/OFF控制相同，电路构成也较简单，施加在电机上的PWM信号一般为几千赫兹甚至几十千赫兹。
（2）有的这样说：PWM控制对频率的要求不太高，从50Hz到100Hz，电机都可以正常工作。
（3）只有这篇描述的比较详细：摘自《机器人设计与控制》这是一个难于回答的问题。
高频的PWM信号不易使电机发生机械共振。
低频信号则较容易使电机发生共振，甚至于“鸣唱”（一种音频域内的低鸣声）。
电机的特性将决定应该使用多高的PWM频率。
如果电机绕组的电阻相对于电感来说较高，则在导通期间电机不会达到最大电流，从而也不会达到最大速度。
大多数电机对电感都没有具体的说明，所以用户不得不人为地假设。
另一个限制PWM信号频率的因素是所使用的硬件或软件。
DSP实验报告DCmotor
7>自动装载比较和周期寄存器减少CPU开销8>PDPINTx可直接屏蔽PWM输出EV比较单元PWM的电路功能框图如下：有图可知比较单元的PWM有以下功能单元：1>非对称/对称波形发生器2>可编程死区单元（DBU）3>输出逻辑4>空间矢量（SV）PWM状态机2）定时器的计数方式3）PWM的产生当T1CNT的值与T1CMPR的值相等时，发生比较匹配事件，此时如果T1CON的TECMPR位为1，定时器比较操作被使能，同时GPTCONA的TCMPOE位为1，定时器比较输出被使能，引脚T1POM_T1CMP的电平就会发生跳变从而输出PWM波形。
如下图所示。
图一4）PWM波形的调节如上图所示，当T1PWM_T1CMP高电平有效时，减小T1CMPR的值或者增大T1CNT的值可以增大PWM波形的占空比；增大T1CMPR的值或者减小T1CNT的值，可以减小PWM波形的占空比。
2、直流电机控制1）直流电机驱动电路：图二图二是直流电机翻译/驱动的典型电路的一种，采用这种电路不但能够完成直流电机驱动的动作，而且可以避免典型H桥电路的潜在的短路危险。
2）直流电机的驱动接口：本实验箱通过控制EVA的T1PWM_T1CMP与T2PWM_T2CMP引脚实现对直流电机的控制。
实验程序功能与结构说明1、直流电机实验，包含的文件：1）MOTOR.c:实验主程序，包含了系统初始化，直流电机控制，机调速等；2）DSP28_EV.c:包含了事件管理器初始化；3）DSP28_Defaultlsr.c:包含了异步串口接收中断服务程序；4）DSP28_GlobalVariableDefs.c：各个外设全局变量定义；5）DSP28_PieCtrl.c:PIE中断初始化；6）DSP28_PieVect.c:PIE中断矢量表初始化；7）DSP28_SysCtrl.c:系统初始化；8）2812.cmd:声明了系统的存储器配置与程序各段的联系关系；9）2812.gel:系统初始化；10）*.h:各个源文件的头函数；11)Rts2800.l:库函数文件。
直流脉宽调速实验报告
直流脉宽调速实验报告1．任务和意义：生产实习的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。
纵观运动控制的发展历史，交、直流两大电气传动并存于各个应用领域。
由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，20世纪30年代起就开始使用直流调速系统。
直流调速系统由最早的旋转变流机组控制，发展为用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现调速，到现在由大功率开关器件组成的PWM电路实现数字化的调速，系统的快速性、可靠性、经济性不断提高，应用领域不断扩展。
尽管目前对交流系统的研究比较“热门”，但是其控制性能在某些方面还达不到直流PWM系统的水平。
直流PWM控制技术作为一门新型的控制技术，其发展潜力还是相当大的。
而且，直流PWM技术是电力电子领域广泛采用的各种PWM技术的典型应用和重要基础，掌握直流PWM技术对于学习和运用交流变频调速中SPWM技术有很大的帮助和借鉴作用。
2．设计内容：1）主电路的设计，器件的选型。
包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。
2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调节电路）。
3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。
4）DC15V 控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。
2 主电路设计说明1．概述可逆PWM 变换器主电路的结构型式有H 型、T 型等类， H 型变换器，它是由四个功率场效应管和四个续流二极管组成的桥式电路。
H 型变换器在控制方式上分双极式、单极式和受限单极式三种,在此使用双极式H 型PWM 变换器。
二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。
四只功率器件构成H 桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到＋或－的直流电压。
2．设计说明1）由于电源部分是交流电源，所以需要对电源进行整流，整流部分采用4个二极管集成在一起的整流桥模块，在电源交流的正负半周轮流导通，以达到整流的目的。
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包头师范学院信息科学与技术学院
实验报告
课程名称：单片机原理及接口技术实验项目：PWM直流电机驱动实验指导老师：陈静老师实验室：物理楼四日期：2011,6
专业：电子信息科学与技术班级：08电子姓名：刘宁学号0814830007
一﹑实验目的及要求
1、了解脉宽调制（PWM）的原理
2、学习用PWM输出模拟量驱动直流电机
3、熟悉51系列单片机的延时程序
二﹑实验仪器及设备
THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱
THKL-C51型仿真器
ISP下载线
计算机一台
三﹑实验内容及原理
四﹑实验步骤（或过程）
1、使用最小应用系统1模块。
最小应用系统1的P1.0接直流电机驱动模块的PWM输入口，电压输出口接电机“+”，电机“-”接地。
2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。
3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加直流电机驱动.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。
4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。
5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。
观察直流电机转速。
6、修改源程序START程序段两次给累加器A的赋值，调整输出脉冲的占空比，重新编译后运行，比较直流电机转速流程图如下：
源程序如下：
OUTPUT BIT P1.0
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0030H
START: CLR output
MOV A, #5
CALL Delay
serb OUTPUT
MOV A, #5
CALL delay
LJMP START
DELAY:
MOV R0, #0
DLOOP:
DJNZ R0, DLOOP
DJNZ ACC, DLOOP
RET
END
五、实验结果分析与总结：。