89C52單片機控制PWM調(diào)速電路實現(xiàn)小功率直流電機的轉(zhuǎn)速

1、89C52單片機控制PW碉速電路實現(xiàn)小功率直流電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并要將其實時轉(zhuǎn)速用LED管顯示出來。而本系統(tǒng)必須符合以下幾點要求：(1) 在(10005500)轉(zhuǎn)/分內(nèi)對直流電機進行任意調(diào)速，最小調(diào)速級差為1轉(zhuǎn)/分。(2) 電機能在所設(shè)速度下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)速度與設(shè)定速度之差小于=t20轉(zhuǎn)/分。 電機啟動和加減80%額定負載時，其轉(zhuǎn)速能迅速回到設(shè)定值，轉(zhuǎn)速超調(diào)±5%內(nèi)。(4) 利用按鍵和LED數(shù)碼管設(shè)置速度，設(shè)置方便，快捷。(5) 利用LED數(shù)碼管實時顯示電機速度。(6) 電機能進行正反轉(zhuǎn)控制。控制方面，本設(shè)計是采用定時器控制I/O 口輸出PWM信號驅(qū)動斬波電路控制電機運轉(zhuǎn)和調(diào)速；禾U用

2、單片機外部中斷引腳的捕獲功能、電機同軸帶缺口的圓盤、光電耦合器 來測量轉(zhuǎn)速；并將測得轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速進行PI運算后輸出，實現(xiàn)閉環(huán)控制；轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)則是用的橋式電路。顯示是利用8位LED數(shù)碼管，用按鍵進行設(shè)定。下面簡單介紹下硬件組成和一些軟件原理：一、硬件電路。1、單片機選用的是 STC的89C52, 20MHz晶振。2、 顯示部分比較簡單，用的8位7段數(shù)碼管同時顯示設(shè)定速度和實時速度。采用74LS164串行移位輸出，只占用單片機3個I/O 口，刷新頻率100Hz。3、PWM驅(qū)動電路。使用了 9012和8050兩個三極管來驅(qū)動，相信網(wǎng)上很多的，也不 用我多說，只是別忘了加上續(xù)流二極管和兩個三極管之間的

3、限流電阻就是。4、測速電路。測速電路用的是光耦測量轉(zhuǎn)動圓盤引起的脈沖寬度， 從而可得單片機的 實時速度，精度很高，可達千分之一。用的是外部中斷的。好像是捕獲模式，忘記了 呵呵！5、轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)電路。轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，由于是后來加上去的，所以就沒有使用單片機控制，直接用硬件實現(xiàn)，但其實原理是一樣的。 原理是利用開關(guān)控制繼電器，然后控制橋路對電機實施轉(zhuǎn)向控制。另外用一個同軸電機按正反方向接2個LED用來指示方向。PS:因為這是小功率電機，所以就算沒有制動電路，強制轉(zhuǎn)向，也不會對電機造成損壞。二、軟件方面中斷方面，本程序一共用了3個中斷源：定時器 0,定時器2以及外部中斷 1它們的優(yōu)先級分別為：定時器0、外部中

4、斷1為高優(yōu)先級，定時器 2為低優(yōu)先級。另外還用了計數(shù)器1,用做計算脈沖寬度，與外部中斷1 一起構(gòu)成測速系統(tǒng)。顯示部分程序不多說，按鍵消抖動什么的也是街知巷聞的了。本設(shè)計中，重點是3個,PWM調(diào)速和測速，還有 PI運算。1、PWM的調(diào)速原理是通過調(diào)節(jié)一個斬波周期中的脈沖占空比來調(diào)節(jié)電機功率而達到調(diào) 速目的。本設(shè)計中，PWM的斬波周期為1ms，那也就是說斬波頻率為1KHz，在理論上能達到1 %。線性可調(diào)，也就是能以0.1%的調(diào)節(jié)精度來調(diào)節(jié) PWM占空比。程序如下：(放中斷中進行)void timeO_int(void) interrupt 1 TH0= (time0_tmp/256);TL0= (

5、time0_tmp%256);if(cut = 1)time0_tmp = 65536-time0_set*20/12;cut = 0;elsetime0_tmp = 65536-(time0 - time0_set)*20/12;cut = 1;2、測速系統(tǒng)的工作原理為：利用電機軸上帶的圓盤的缺口，引起光電開關(guān)產(chǎn)生高電平 脈沖，單片機就采集此脈沖的寬度，加以計算，得出其實時速度。 獲取脈沖寬度值子函數(shù)如下：void getwidth_1()TH1 = 0;TL1 = 0;n = 0;n1 = n;while(INT1=1&&(n-n1)<30)/n 為每 1MS +2i

6、f(INT1=0)TR1 = 1; /計數(shù)器 1打開elsegoto out;/IE1 = 0;/ 中斷請求標志EX1 = 1;/ 外部中斷 1啟動n = 0;n1 = n;while(m=0&&(n-n1)<30)if(m=0)/M=1 ，則已經(jīng)進入 out_int1 中斷，若等于 0，則說明 30MS 延時已過TH1_1 = 0;TL1_1 = 0;out:IE1 = 0;/ 中斷請求標志m = 0;EX1 = 0;/ 外部中斷允許位TR1 = 0;width_1 = (TH1_1*256+TL1_1);/timepr= 脈沖寬度 / S另外為了穩(wěn)定測得的轉(zhuǎn)速值， 在

7、程序中加了一個取平均值的函數(shù) (幾乎在整個程序中都有感 覺，程序?qū)懙貌痪珶挘悬c累贅，呵呵，但總算功能是能實現(xiàn)嘛反正畢業(yè)設(shè)計對程序執(zhí)行效率沒要求。 )void getwidth()int gw,gw1;width = 0;gw1 = 0;for(gw=0;gw<6;gw+)GG: getwidth_1();if(width_1 != 0)widthbufgw = width_1;elsegoto GG;width = (widthbuf0 + widthbuf1 + widthbuf2 + widthbuf3 + widthbuf4 + widthbuf5)/6;將測得的連續(xù)6個不為零的脈沖寬度取平均值，以消除偶然的不穩(wěn)定因素，使轉(zhuǎn)速顯示更加穩(wěn)定3、PI調(diào)節(jié)PI調(diào)節(jié)計算公式如下5:YK = KP*EK + KI*EK2YK :要輸出的數(shù)據(jù)增量EK :設(shè)定值和實測值的差值EK1 :上次的EK值EK2: EK-EK1 的差值KP :比例系數(shù)(本程序中設(shè) KP=1.6 )經(jīng)反復湊試的結(jié)果KI :積分系數(shù)(本程序中設(shè)KI=1.5 )經(jīng)反復湊試的結(jié)果當KP