實驗4 PWM控制直流電機實驗

實驗目的

PWM控制直流電機實驗1、熟悉PWM調(diào)制的原理和運用。2、熟悉直流電機的工作原理。3、能夠讀懂和編寫直流電機的控制程序。實驗器材:電腦。數(shù)字綜合實驗系統(tǒng)HS-EDA5.1試驗箱。USB-BLASTER。USB線ISP下載線實驗原理：1、直流電機的工作原理：直流電機的原理圖如下：直流電機的原理圖如下：這是分析直流電機的物理模型圖。2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導體電勢或電流的上圖表示一臺最簡單的兩極直流電機模型，它的固定部分（定子）直流勵磁的靜止的主磁極N和（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子之AX片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。S2S4為另一組，兩組的狀態(tài)互補，一組導通則另一組、S2S4為另一組，兩組的狀態(tài)互補，一組導通則另一組、S2、S4電機兩端加正向電壓，可以實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)或、S4導通時，、S2關(guān)斷，電機兩端為反向電壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。實驗內(nèi)容：實驗原理圖如下：2、PWM調(diào)制原理脈沖寬度調(diào)節(jié)（PWM）是英文PulseWidthModulation的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微控制器輸出的數(shù)字信號來控制模擬電路的ON或OFF，廣泛應用于測量，通信，功率控制與變換等許多領(lǐng)域。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。3、直流電機的H型橋式驅(qū)動電路：PWM信號只有兩種狀態(tài)，高電平和低電平，對于一個給定的周期來說，高電平所占的轉(zhuǎn)矩則與電流成正比。直流電機高效運行的最常見方法是施加一個PWM（脈寬調(diào)制）PWM的電PWMPWM驅(qū)動信號很常用，因為使用微處理器的控制器很容易產(chǎn)生驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。3、直流電機的H型橋式驅(qū)動電路：如圖1所示，全橋式驅(qū)動電路的4只開關(guān)管J24跳線閉合則J24跳線閉合則PWM9013的基極為高電平LED1為紅外發(fā)射管，D1為紅外接收，當D1接收到信號時導通，如果閉合J29，SD5就會輸出一個低電平。直為低，可以通過單位時間內(nèi)對SD5上低電平數(shù)目的計數(shù)來確定直流電機的速度，也可以通過測量低電平的寬度來確定。1：實驗的程序流程圖如下：函數(shù)的接口說明：定時器初始化程序：函數(shù)的接口說明：定時器初始化程序：voidinit_timer()；charunsignedchar定時器中斷函數(shù)：voidtimer0()interrupt1LCD_1602.POFK1和K5對應為單片機的P3^2和P3^3。SD4為單片機的P0^4。實驗步驟：11、將PLD程序下載到FPGA配置芯片EPCS4中，PLD的驅(qū)動程序的位置在\PWM\PWM控制直流電機實驗驅(qū)動\LCD1602.POF。1) 運行QuartusII8.0，單擊tools，彈出下拉菜單，單擊programmer程序下載界面。hardwarecurrentlyselectedhardware欄中選擇USB-Blaster[USB-0]，若沒有，單擊AddHardwarecurrentlyselectedhardware欄選擇。AddfilePLDLCD1602.POFPLD驅(qū)動程序。2、下載直流電機程序到單片機中，2、下載直流電機程序到單片機中，1) KeilCPUAtmelAT89S52，確定。在工程中新建一個*.c的文件格式，在工程的sourcegroup中單擊右鍵選擇增加文件到工程中。選擇文件*.c。根據(jù)實驗流程圖和實驗提供的實驗代碼，編寫程序，編譯。編譯工程，生成*.hex文件。optionsfortareoutpucreatehe對應的選項打鉤。然rebuiltalltarget

成*.hex文件運行ISPla*.heISPIPSJ13位于直流電機旁）K5K1鍵的時候描述直流電機的轉(zhuǎn)41。4-1操作 直流電機狀態(tài)K1K54、用示波器DS1120E觀察單片機P0^4引腳的波形，步驟：DS1120E的負極夾在J7B401P0^4。按下單片機的復位鍵，畫出波形圖。測出各個參數(shù)。記錄4-2中。4-2波形正脈寬負脈寬峰峰值周期頻率占空比K5K5中表4-3波形K5鍵按下的次數(shù)正脈寬周期頻率K1K3中，表4-4波形K1鍵按下的次數(shù)正脈寬周期頻率實驗2：設(shè)計實驗PWM直流電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和減速。并編程實現(xiàn)。思考題：結(jié)合程序代碼分析下面問題：結(jié)合程序代碼分析下面問題：1、描述PWM控制直流電機的實驗中按鍵掃描函數(shù)是怎么識別按鍵是否按下的。2PWM波形的占空比之間的關(guān)系for(i=10;i--;i>0);語句的目的是什么？3、能在該電路中通過編程實現(xiàn)直流電機的反轉(zhuǎn)嗎？若能，為什么？若不能，為什么？3、能在該電路中通過編程實現(xiàn)直流電機的反轉(zhuǎn)嗎？若能，為什么？若不能，為什么？4、在主函數(shù)中，若EA的值為0，會有什么后果。5、結(jié)合實驗的數(shù)據(jù)，簡述PWM波形和直流電機速度之間的關(guān)系。注意事項：11USB下載器為USB-BLASTER，不是TSD510USB2.0端接FPGAJTAG，JTAG注