Question

基于单片机的pwm小功率直流电机调速

技术要求：
1. 系统调速采用模拟和数字方式，通过开关设置；模拟方式下通过调节电位器的电阻值调节直流电动机的转速。数字方式下通过按键设置调节直流电动机的转速。
2. 电动机转速的测量及显示
3. PWM调速控制。
4. 具体要求：
1) 转速模拟调节：在模拟调节方式时，通过调节电位器的电阻值来控制直流电动机的转速。当电位器电阻值为0时，电动机停止，电位器电阻值最大时，电动机工作在额定转速上。（由于直流电动机启动需要一定的力矩，因此在低速时转速和电位器值不一定严格成比例）
2) 转速数字调节：在数字调节方式时，每按一次“加速”键，电动机转速增加一个档位，每按一次“减速”键，电动机转速降低一个档位，默认的初始档位为最低档位0，最高档位为255。
3) 转速测量与显示：采用4位数码管显示电动机转速。
4) 根据测量值与设定值的差，控制PWM输出占空比，使电动机转速达到设定转速。

Answer 1

直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。

直流电机的调速方案一般有下列3种方式：

1、改变电枢电压；
2、改变激磁绕组电压；
3、改变电枢回路电阻。

使用单片机来控制直流电机的变速，一般采用调节电枢电压的方式，通过单片机控制PWM1，PWM2,产生可变的脉冲，这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。根据公式

U=aVCC

其中：U为电枢电压；a为脉冲的占空比（0<a<1）；VCC直流电压源，这里为5V。

电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制，实现了利用脉冲宽度调制技术（PWM）进行直流电机的变速。

因为在H桥电路中，只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动，也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时，都不能工作，所以上图中的实际脉冲宽度为B，

我们把PWM波的周期定为1ms，占空比分100级可调（每级级差为10%），这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断，每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中，占空比是60%，即输出脉冲的为0.6ms，断开脉冲为0.4ms，这样电枢电压为5*60%=3V。

我们讨论的是可以正转反转的，如果只按一个方向转，我们就只要把PWM1置为高电平或低电平，只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可，，如下图（Q4导通，Q3闭合，电机只能顺时针调整转动速度）

C语言代码：

#include<AT89X52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit K5=P1^4;
sbit K6=P1^5;
sbit PWM1=P1^0;
sbit PWM2=P1^1;
sbit FMQ=P3^6;

uchar ZKB1,ZKB2;

void delaynms(uint aa)
{
uchar bb;
while(aa--)
{
for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序
{
;
}
}

}

void delay500us(void)
{
int j;
for(j=0;j<57;j++)
{
;
}
}

void beep(void)
{
uchar t;
for(t=0;t<100;t++)
{
delay500us();
FMQ=!FMQ; //产生脉冲
}
FMQ=1; //关闭蜂鸣器
delaynms(300);
}

void main(void)
{
TR0=0; //关闭定时器0
TMOD=0x01; //定时器0，工作方式1
TH0=(65526-100)/256;
TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
TR0=1; //启动定时器T0
ZKB1=50; //占空比初值设定
ZKB2=50; //占空比初值设定
while(1)
{
if(!K5)
{
delaynms(15); //消抖
if(!K5) //确定按键按下
{
beep();
ZKB1++; //增加ZKB1
ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少
}
}
if(!K6)
{
delaynms(15); //消抖
if(!K6) //确定按键按下
{
beep();
ZKB1--; //减少ZKB1
ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2增加
}
}
if(ZKB1>99)
ZKB1=1;
if(ZKB1<1)
ZKB1=99;

}
}

void time0(void) interrupt 1
{
static uchar N=0;
TH0=(65526-100)/256;
TL0=(65526-100)%256;
N++;
if(N>100)
N=0;
if(N<=ZKB1)
PWM1=0;
else
PWM1=1;
if(N<=ZKB2)
PWM2=0;
else
PWM2=1;

}

//显现：电机转速到最高后，也就是N为1或99时，再按一下，就变到99或1，
//电机反方向旋转以最高速度

Answer 2

参照电机拖动科课本来设计，其实很简单，就是调压器，通过PWM控制开关管，当然如果你做电流环控制，那是需要深入研究的