通過(guò)51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速
一、項(xiàng)目背景及目的
隨著各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的廣泛使用，直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的研究和應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，具有廣泛的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目通過(guò)51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速功能，為實(shí)際工程應(yīng)用提供一個(gè)可靠和有效的調(diào)速方案。
二、設(shè)計(jì)思路
（1）系統(tǒng)原理
本系統(tǒng)采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。通過(guò)改變輸出信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。系統(tǒng)中包括51單片機(jī)、直流電機(jī)、電路板以及控制程序。
（2）硬件設(shè)計(jì)
- 電機(jī)：使用24V直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)速控制。
- 驅(qū)動(dòng)電路：使用四個(gè)寄生二極管三相全橋驅(qū)動(dòng)電路控制電機(jī)，使電機(jī)可以正反轉(zhuǎn)，并控制電機(jī)的速度。
- 51單片機(jī)：使用STC89C52單片機(jī)，作為控制核心。單片機(jī)通過(guò)捕捉外部信號(hào)和計(jì)算控制電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。同時(shí)還需通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止等操作。
- 顯示器：使用1602LCD顯示屏，顯示轉(zhuǎn)速和其他操作信息。
- 電源：使用24V直流電源作為系統(tǒng)的電源。
（3）軟件設(shè)計(jì)
- 采用C語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)程序進(jìn)行控制。
- 實(shí)現(xiàn)PWM技術(shù)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)調(diào)整占空比來(lái)改變輸出電壓，從而達(dá)到控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
- 使用定時(shí)器模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示。
- 設(shè)定按鍵和旋鈕控制，如啟動(dòng)、停止電機(jī)等。
三、設(shè)計(jì)代碼
#include < reg52.h >
?
sbit MotorP = P1^0; //定義電機(jī)正極口
sbit MotorN = P1^1; //定義電機(jī)負(fù)極口
float V_motor = 0; //定義電機(jī)控制電壓
unsigned int speed = 0; //定義電機(jī)轉(zhuǎn)速
?
//初始化函數(shù)
void Init()
{
//定時(shí)器計(jì)數(shù)器及工作模式設(shè)置
TMOD |= 0x01; //T0定時(shí)器模式1
TH0 = 0xfc; //定時(shí)計(jì)數(shù)最大值，控制PWM頻率
TL0 = 0x00; //初值為0
TR0 = 1; //啟動(dòng)T0定時(shí)器
?
//ADC設(shè)置
ADC_CONTR = 0x84; //啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換器
}
?
//ADC采樣函數(shù)
float ADConvert()
{
ADC_CONTR &= 0xEF; //清除AD轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位
ADC_CONTR |= 0x40; //啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換
while(!(ADC_CONTR & 0x10)); //等待轉(zhuǎn)換完成
return ADC_RES; //返回轉(zhuǎn)換結(jié)果
}
?
//計(jì)算電機(jī)控制電壓函數(shù)
void ControlMotor()
{
unsigned int value = ADConvert(); //采集電位器輸出
V_motor = (value / 1023.0) * 5; //根據(jù)電壓分壓公式計(jì)算電機(jī)控制電壓
}
?
//控制電機(jī)函數(shù)
void DriveMotor()
{
if(V_motor >= 2.5) //當(dāng)電位器輸出電壓大于2.5V時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)小于2.5V時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)
{
MotorP = 1;
MotorN = 0;
}
else if(V_motor < 2.5)
{
MotorP = 0;
MotorN = 1;
}
?
speed = 60 * 1000 / (3 * TH0 * 12); //根據(jù)定時(shí)器計(jì)數(shù)值計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速
}
?
//顯示函數(shù)
void Display()
{
//將電機(jī)轉(zhuǎn)速和狀態(tài)信息顯示在LCD顯示屏上
}
?
//主函數(shù)
void main()
{
Init(); //初始化函數(shù)
?
while(1)
{
ControlMotor(); //計(jì)算電機(jī)控制電壓
DriveMotor(); //控制電機(jī)運(yùn)行
Display(); //顯示電機(jī)狀態(tài)
}
}
?