基于单片机的PWM直流电机调速系统设计

设计要求
❖ 本设计通过熟悉MCS-51单片机原理及其系统设计，来自百度文库习并分析直流电机调速方法，最终采用 proteus软件设计电路并测试所达到的功能和技术指标。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。
基于51单片机的PWM直流电机调速系统设计
❖ 1.直流电机的介绍 ❖ 2.51单片机及PWM的简介 ❖ 3.总体设计 ❖ 4.系统仿真 ❖ 5.总结
51单片机及PWM的简介
❖ PWM的基本原理 ❖ PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而
达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面，比如：电机调速、温度控制、 压力控制等等。 ❖ 在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个 周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变 平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。
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51单片机及PWM的简介
❖ 一个完整的计算机包括运算器、控制器、数据（程序）存储器和输入/输出接口四大部分。在一 个晶体芯片上集成了计算机的四大基本单位使之变成为一个完整的计算机，称之为单片机。
单片机的主要特性
❖ AT89C51单片机有128*8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、 可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路
❖ 总体设计方框图
总体设计
键盘
AT89C51 单片机
积分电 路
电动机
示波器
ADC080 8
调速端
❖ 电路仿真图如下：
总体设计
系统仿真
由图可以看出滑动变阻器的值为66%即6600欧，占空比为63.6%，此时电动机的转速为243r/min， 电压值为2.92V。
系统仿真
❖ 当滑动变阻器的值为80%即8000欧，占空比为81.8%，此时电动机的转速为304r/min，电压值为 3.65V。
直流电机的介绍
❖ 直流电动机的工作原理 电磁力定律。载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直，作用在导体上的 电磁力大小为：F=BLI 力的方向用左手定则确定
直流电机的介绍
❖ 直流电机总体结构可以分成两大部分：静止 部分（称为定子）和旋转部分（称为转子）。 定子和转子之间存在间隙（称为空气隙）。 定子由定子铁心、励磁绕组、机壳、端盖和 电刷装置等组成。
基于51单片机的PWM直流电机调速系统设计
指导老师：金印彬 学生姓名：王 丹 学 号：10010302 班 级：测控001
背景及意义
❖ 直流电机脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation――简称PWM）调速系统产生于７０年代 中期。最早用于不可逆、小功率驱动，例如自动跟踪天文望远镜、自动记录仪表等。近十多年来， 由于晶体管器件水平的提高及电路技术的发展，同时又因出现了宽调速永磁直流电机，它们之间 的结合促使PWM技术的高速发展，并使电气驱动技术推进到一个新的高度。
系统仿真
❖ 当滑动变阻器的值为40%即4000欧，占空比为45.5%，此时电动机的转速为173r/min，电压值为 2.08V
总结
❖ 实验结论：据图比较可以发现，通过调节滑动变阻器改变占空比，占空比变大电机转速变大，占 空比变小电机转速变小。
❖ 通过这次设计，使我的设计思路有了很大的提高，使我的分析与解决实际问题能力以及动手操作 能力得到了很大的巩固和提高！通过该系统设计的学习,更熟悉的了解和掌握单片机应用系统设 计的基本方法、设计思路、设计步骤等全过程，达到了理论联系实际，学以致用的目的。