MCS-51单片机实现直流电机PWM调速

"基于MCS-51单片机的直流小电机PWM调速设计" 本文主要探讨了如何利用MCS-51单片机实现直流小电机的脉宽调速（PWM调速）功能，旨在提供7个不同速度级别的调速。MCS-51单片机虽然不具备内置的PWM输出功能，但通过定时器和软件编程的方法，可以有效地模拟PWM输出以控制电机转速。 1. PWM调速简介 PWM调速技术起源于20世纪70年代中期，起初应用于精密设备如天文望远镜和自动记录仪表。随着半导体技术和电路设计的进步，PWM技术逐渐发展并广泛应用，包括各种脉宽调速控制器和模块。MCS-51系列单片机作为广泛应用的微处理器，可以通过外部硬件和软件配合实现PWM调速，适用于对精度要求不那么高的场合。 2. 直流电机调速原理 直流电机的转速受电枢两端电压的影响，因此通过控制电压变化可以调节电机转速。脉宽调速（PWM）的基本思路是通过改变施加在电机上的高电平脉冲宽度（占空比）来调整电机的平均速度。占空比D等于高电平脉冲宽度t1除以总的脉冲周期T。电机的平均速度Vd与最大速度Vmax乘以占空比D成正比。实际中，平均速度与占空比的关系并非严格线性，但在一定范围内可以近似视为线性。 3. 调速系统实现 (1) 设计思路 调速系统的核心是利用MCS-51单片机的定时计数器功能，使P1口的P1.0和P1.1引脚交替输出不同占空比的方波。这些方波经过驱动芯片放大后驱动直流小电机。通过控制P1口输出的方波占空比，即可实现电机的调速。每个电机由P1口的两个位线控制，驱动芯片接收这些信号并转换为适合电机的控制电压。 图2所示为直流电机的控制示意图，单片机产生的PWM信号通过驱动芯片对电机进行控制。在实际应用中，需要编写相应的程序来设定定时器的工作模式，生成所需占空比的方波，并根据需求切换不同的速度等级。 总结来说，基于MCS-51单片机的直流小电机PWM调速设计是通过软件编程和硬件配合，实现电机的多级别速度控制。这种方法不仅利用了单片机的灵活性，而且在一定程度上降低了成本，适合于各种对调速精度要求不高的应用场景。通过不断调整占空比，可以精确地控制电机转速，以适应不同的工作需求。