单片机控制直流电机：PWM调速技术应用

"单片机控制直流电机的设计与实现，主要使用了AT89C51单片机，配合4*4矩阵键盘控制电机的启停、速度和方向，运用PWM技术通过改变占空比来精确调速。设计中选择了以H型PWM电路为基础的方案三，具有优良的调速性能和稳定性。PWM调速采用了单极性工作制，并通过定频调宽方式调整脉宽，软件实现中选择定时器作为脉宽控制的定时方式，以确保精确度。" 在单片机控制直流电机的设计中，核心元件是AT89C51单片机，它能够接收4*4矩阵键盘的输入，实现对电机的全面控制。电机调速控制模块的方案选择至关重要，这里对比了三种不同的方法： 1. 方案一：利用电阻网络或数字电位器调整电机的分压以调速，但这种方法存在有级调速、成本较高以及在实际应用中的困难。 2. 方案二：通过继电器控制电机开关，调整速度，简单但响应速度慢，可靠性不高。 3. 方案三：采用H型PWM电路，由达林顿管组成，通过单片机控制占空比，实现高效、平滑的调速。 考虑到效率、稳定性及调速范围，最终选择了方案三，其优点在于能实现无级调速，同时效率高，控制简单且可靠。 在PWM调速的工作方式上，有双极性和单极性两种： 1. 双极性工作制在脉冲周期内切换两个控制信号的高低电平，决定了电机的转向和速度，但交流成分较大，波动可能影响稳定性。 2. 单极性工作制则只有一端输出PWM信号，通过切换和占空比调节控制电机，交流成分小，电流波动小，因此选择了单极性工作制。 PWM脉宽的调整方式包括定频调宽、定宽调频和调宽调频，本设计选择了定频调宽，因为这种方式可以保证电机运行的稳定性，同时在软件实现上更为简便。 软件实现PWM控制时，有两种常见方法： 1. 方案一：利用定时器进行精确的脉宽控制，误差极小，适合对精度要求高的应用。 2. 方案二：通过软件延时实现，虽然精度略逊，但不占用定时器资源，对于直流电机而言是可行的。 该设计通过合理选择电机控制方案和PWM调速策略，实现了高效、精确的直流电机控制。