单片机控制直流电机：PWM调速技术解析

"这篇文档介绍了如何使用单片机（AT89C51）控制直流电机，探讨了不同的调速方案，并重点讲述了采用PWM技术进行电机控制的方法，包括PWM的工作方式和调脉宽方式的选择。此外，还提到了PWM的软件实现策略。" 在用单片机控制直流电机的设计中，通常需要解决的关键问题是如何实现电机的启动、停止、速度调节以及转向控制。本设计选择了AT89C51单片机作为核心控制器，利用4*4矩阵键盘作为用户输入设备，通过改变占空比来精确控制电机转速。 1. 电机调速控制模块的比较与选择： - 方案一：电阻网络或数字电位器调速，但这种方法成本较高，且不适合大电流电机。 - 方案二：继电器控制，虽然电路简单，但响应速度慢，可靠性较低。 - 方案三：采用H型PWM电路，由达林顿管组成，具有高效、平滑调速、宽调速范围和强过载能力的优点，因此被选为实施方案。 2. PWM调速工作方式： - 双极性工作制：通过两个相反的控制信号决定电机转向和速度，但交流成分较大，波动明显。 - 单极性工作制：只用一个PWM信号，通过切换和调节占空比控制电机，因交流成分小，波动小，故被采纳。 3. PWM调脉宽方式： - 定频调宽：保持频率恒定，仅改变脉冲宽度，确保电机运行稳定，适合软件实现。 - 定宽调频和调宽调频：虽有其他优点，但在此应用中，定频调宽更具优势。 4. PWM软件实现策略： - 方案一：使用定时器，精度高但占用定时器资源。 - 方案二：软件延时方法，精度稍低，但不占用硬件资源，适用于直流电机的控制。 在实际应用中，通过单片机编程实现PWM的定时器控制或者软件延时算法，可以灵活调整电机的转速。同时，4*4矩阵键盘的输入使得用户能够直观地设定电机的运行参数。这样的设计不仅提高了系统的灵活性，也降低了系统成本，是单片机控制直流电机的一种有效方法。