基于PWM的直流电机控制：正反转与速度调控

本文档主要介绍了如何通过脉冲宽度调制（PWM）控制直流电机实现正反转、加减速以及停止的功能，具体应用于普中科技开发板设计的实验项目。实验中，涉及到硬件连接和软件编程两个关键部分。 首先，硬件方面，实验利用了以下几个主要组件： 1. **PWM信号控制**：PWM信号通过P2.7引脚连接到直流电机的调速信号线，用于调整电机的速度，通过改变脉冲宽度来控制电流进而控制电机转速。 2. **电机控制开关**：K1、K2、K3、K4、K5分别对应电机的正转、反转、加速、减速和停止控制，它们通过P1.0至P1.4引脚与数码管、编码器和刹车电路相连。 3. **编码器与方向检测**：电机带有增量式光电编码器，用于监测电机的旋转方向和圈数，通过ls138a、ls138b、ls138c三个芯片将编码器信号进行解码。 4. **数码管显示**：电机的转向、速度和圈数通过数码管进行实时显示。 软件部分主要包括以下几个步骤和函数： 1. **中断配置**：外部中断0被设置为高电平触发方式，这对于精确控制电机操作有较好的效果，可以及时响应外部信号变化。 2. **定时器初始化**：`init()`函数负责初始化串口和定时器，这是实现PWM控制的基础，定时器0可能被用于生成PWM信号，而定时器1可能被用于计数电机转速或控制其他时间相关操作。 3. **定时器和延时函数**：`delay()`函数是一个简单的延时函数，通过循环计数器实现一定的延时，这对于PWM信号的调整和电机控制过程中的时间同步至关重要。 4. **状态机设计**：控制程序会根据k1、k2、k3、k4和k5的状态，结合编码器的反馈，实现电机的正反转、加减速和停止控制，同时更新数码管的显示内容。 5. **逻辑控制**：`flag`变量作为方向标志位，记录电机当前的转向，当需要改变电机方向时，通过修改这个标志位并重新配置PWM信号，实现电机的转向切换。 在实际应用中，通过精细地调整PWM波形的占空比，可以实现电机速度的平滑调节，并结合外部中断和编码器的反馈，实现电机的精确控制。这种技术广泛应用于自动化设备、工业控制、家用电器等领域，是现代电子技术中不可或缺的一部分。