基于单片机的直流电机PWM调速系统设计

"这篇文档详述了如何使用单片机，特别是AT89C51型号，来控制直流电机的运行，包括启停、速度和方向。文中提到了三种不同的调速控制模块方案，最终选择了利用PWM（脉冲宽度调制）技术和H型电路的方案三，因为它具有调速平滑、范围广、过载能力强等优点。在PWM调速工作方式上，选择了单极性工作制，以减少电流波动。在调脉宽方式上，采用了定频调宽，确保电机运行稳定性。在软件实现PWM时，虽然提到了使用定时器的高精度方法，但出于不占用定时器资源的考虑，选择了软件延时方式。" 在控制直流电机的过程中，单片机扮演了核心角色，通过接收4*4矩阵键盘的输入指令来操作电机。PWM技术是关键，它通过改变占空比来调整电机转速，而占空比是脉冲高电平时间与整个周期时间的比例。在电机调速控制模块的设计中，首先考虑了电阻网络或数字电位器，但由于效率和成本问题被放弃。接着是继电器控制，虽然电路简单，但响应速度慢、可靠性低。最后选择的是H型PWM电路，它由达林顿管组成，能实现高效、快速且稳定的电机控制。 PWM调速有两种工作方式：双极性和单极性。双极性工作制在每个脉冲周期内使用两个相反的信号来决定电机转向和速度，而单极性工作制只需一个控制口输出PWM信号，结合占空比调节，即可控制电机。由于单极性方式的交流成分较小，电流波动小，所以被选用。 在调脉宽方式上，有定频调宽、定宽调频和调宽调频三种。定频调宽方式保持频率不变，仅调整脉宽，这样电机运行更为稳定，适合单片机软件实现。软件实现PWM时，虽然可以使用定时器实现极高精度，但为了保留定时器资源，选择了软件延时方法，尽管这种方法在精度上稍逊，但能满足直流电机的控制需求。 这篇文档深入浅出地介绍了单片机控制直流电机的技术细节，涵盖了硬件设计、调速策略和软件实现，为电子设计提供了实用的参考。