计算机控制技术PWM电机速度控制系统设计方案

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(完整word版)PWM波直流电机速度调节系统

(完整word版)PWM波直流电机速度调节系统

课程设计设计题目: PWM波直流电机速度调节系统学院:专业:班级:姓名:学号:指导老师:日期:目录一引言 (1)1.1开发背景 (2)1.2数字控制器D(z) (5)二直流电动机调速概述 (4)2.1直流电机调速原理 (4)2.2直流调速系统实现方式 (5)2.3 8051单片机简介……………………………………………………………三硬件电路设计............................................................................................ (7)3.1 PWM波形的程序实现 (7)3.2直流电动机驱动 (8)3.3续流电路设计 (9)四软件设计 (10)4.1主程序设计 (10)4.2 数码显数设计 (11)4.3 功能程序设计 (12)4.4仿真图 (17)4.5 仿真结果分析 (18)五心得体会 (18)摘要:在国民生产中,随着现代技术的发展,电力电子技术已得到了全面的发展,其技术已应用到各个领域。

在各类机电系统中,由于直流电机具有良好的启动、制动和调速性能,直流电机调速系统已广泛运用于工业、航天领域的各个方面,最常用的直流调速技术是脉宽调制(PWM)直流调速技术,具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和损耗低的特点.而利用计算机数字控制也成了直流调速的一种手段,数字控制系统硬件电路的标准化程度高,控制软件能够进行复杂运算,可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律,此外还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟系统无法实现的功能。

关键字:80c51单片机;PWM调速技术;直流电动机一引言1.1开发背景1 绪论1.1课题的研究背景和意义直流电动机是最早出现的电动机,也是最早能实现调速的电动机。

长期以来,直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。

由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高的效率,优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战,但到目前为止,它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。

PWM直流电动机调速控制系统毕业设计(论文)

PWM直流电动机调速控制系统毕业设计(论文)

摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性,它的特点是启动转矩大,能在宽广的范围内平滑、经济地调速,转速控制容易,调速后效率很高。

本文设计的直流电机调速系统,主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。

电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式,PWM是脉冲宽度调制,通过51单片机改变占空比实现。

通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制,LED实现对测量数据(速度)的显示。

电机转速利用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数,计算出电机的速度,实现了直流电机的反馈控制。

关键词:直流电机调速;H桥驱动电路;LED显示器;51单片机ABSTRACTDC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, H-bridge driver circuits, LED liquid crystal display, the Hall velocity and independent key component circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LED realize the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control.Keywords: DC motor speed control;H bridge driver circuit;LED display目录摘要 (1)ABSTRACT (1)目录 (2)第1章引言 (3)1.1 概况 (3)1.2 国内外发展现状 (4)1.3 要求 (4)1.4 设计目的和意义 (5)第2章方案论证和选择 (6)2.1 电机调速控制模块 (6)2.2 PWM调速工作方式 (7)2.3 PWM调脉宽方式............................ 错误!未定义书签。

计算机控制技术PWM电机速度控制系统设计方案

计算机控制技术PWM电机速度控制系统设计方案

《计算机控制技术》课程设计名:姓号:学系别:专业:班级:指导教师:日十六月年十二二○一一目录1 / 241.课程设计目的12. 课程设计题目和要求12.1课程设计的要求和内容<包括原始数据、技术要求、工作要求)12.2课程设计图纸内容及张数13.设计内容23.1设计方案的选定与说明。

(根据给定任务,对所拟定的设计方案进行简要论述>23.1.1 系统总方案论证与选择23.1.2 设计模块方案比较与分析33.2设计方案的图表4<一)PWM波软件软件设计4<二)测速软件设计5<三)直流电机的调速功能仿真61.调速前的波形图72.调速后的波形图7<四)电机速度的测量并显示功能仿真7<五)系统的电路原理图8<六)系统的PCB图83.3论述方案的各部分工作原理93.3.1 8051单片机的基本组成93.3.2 PWM的基本原理103.3.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理113.3.4 H桥驱动电路123.3.5 霍尔传感器的工作原理133.3.6 PI 转速调节器原理图及参数计算143.4相关的计算143.5编写设计说明书214. 设计总结22参考书目222 / 241.课程设计目的通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力:(1>.查阅资料:搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集>的能力;(2>.方案的选择:树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力;(3>.迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力;(4>.用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

2.课程设计题目和要求2.1课程设计的要求和内容<包括原始数据、技术要求、工作要求)1.要求设计电机速度控制系统,要求无余差,超调小。

2.硬件采用51系列单片机,采用直流作为驱动元件。

PWM控制技术的原理和程序设计

PWM控制技术的原理和程序设计

PWM控制技术的原理和程序设计PWM(Pulse Width Modulation)控制技术是一种通过改变方波脉冲的宽度来控制电路或设备的技术。

它通常被用于控制电机的速度、电子设备的亮度调节、音频的合成以及电源的调整等应用中。

PWM控制技术的原理是基于调制的整个周期中,方波的高电平时间(即脉冲宽度)与频率的比例关系来实现对电路或设备的控制。

当脉冲宽度为周期的一定比例时,控制电路或设备会按照一定的方式响应,例如电机运动的速度或电子设备的亮度。

1.初始化控制器:首先需要初始化控制器,包括选择合适的计时器和设置计时器的频率,以及将相关引脚配置为PWM输出。

2.设置频率与分辨率:根据实际需求设置PWM的频率和分辨率。

频率决定了周期的长度,而分辨率决定了脉冲宽度的精度。

3.计算脉冲宽度:根据需要控制的电路或设备,计算脉冲宽度的值。

这可以通过设定一个数值来代表脉冲宽度的百分比,然后根据设定的分辨率计算出实际的脉冲宽度。

4.控制输出:通过设置计时器的比较匹配值来控制PWM输出。

比较匹配值决定了方波高电平的结束时间,从而决定了脉冲宽度。

5.循环运行:将上述步骤放入一个循环中,不断更新脉冲宽度并输出PWM信号。

这样可以实现对控制电路或设备的持续控制。

需要注意的是,在实际的 PWM 程序设计中,还需要考虑到不同平台和编程语言之间的差异。

例如,在 Arduino 平台上,可以使用`analogWrite(`函数来实现 PWM 输出;而在其他平台上,可能需要使用特定的库或编程接口来控制 PWM 输出。

总结起来,PWM控制技术的原理是通过改变方波脉冲的宽度来控制电路或设备。

程序设计中,需要初始化控制器、设置频率和分辨率、计算脉冲宽度、控制输出,并将这些步骤放入一个循环中。

这样就可以实现对电路或设备的持续控制。

PWM单闭环直流调速控制系统设计方案稿

PWM单闭环直流调速控制系统设计方案稿

PWM单闭环直流调速控制系统设计方案稿一、概述本文将介绍一种基于PWM单闭环直流调速控制系统的设计方案。

该控制系统采用先进的数字信号处理技术,结合现代控制理论,实现了对直流电机的速度闭环控制。

通过控制电机的输入电压和电流,可以实现对电机的速度和转矩的调节。

二、系统组成系统由控制器、电源、电机、位置传感器等组成。

1. 控制器控制器采用单片机作为核心,结合高性能数字信号处理器(DSP)实现对直流电机的控制。

控制器的输入信号包括电机的速度信号和电流信号,输出信号为PWM波形输出信号。

控制器还可以接受外部命令,以实现自动控制。

2. 电源电源模块主要提供DC电压和电流,以驱动电机运转。

电源还需要具备良好的稳定性和可靠性,以确保电机的顺畅运行。

3. 电机电机是系统中最重要的组成部分,它产生的动力能够驱动机械系统的运动。

电机主要由电路板、转子和定子组成。

电机所选定子是具有良好导电、高强度、低热膨胀系数、低扭矩波动等性能的材料。

4. 位置传感器位置传感器主要用于检测电机的运动状态和位置。

这里采用霍尔效应传感器,它可以通过感应磁场的变化来检测转子位置和转速。

三、控制原理PWM(Pulse Width Modulation)可以用来控制电机的速度和转矩,可实现大功率的低损耗控制,是电动汽车等应用领域的重要技术。

PWM单闭环直流调速控制系统采用电流控制和速度控制两个环节,实现对直流电机的闭环控制。

电流控制环节主要用来控制电流大小和方向。

在此环节中,通过对电机的PWM控制信号来控制电机的输入电流,可以实现对电机转矩的调节。

2. 速度控制环节本系统的控制器选用TI的C2000系列数字信号处理器作为核心,主要用于PWM输出信号的实现和电机控制功能的实现。

该数字信号处理器具有高性能、低功耗、高可靠性等优点,能够满足本系统的控制要求。

控制器主要由PWM模块、ADC模块、PID控制器、位置检测器等组成。

其中,PWM模块用来实现电机的PWM信号输出,ADC模块用来实现电机的电流量测和速度量测,PID控制器用来根据电机的速度信号和目标速度信号计算出PWM信号,位置检测器用来检测电机的位置。

单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案

单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案

单片机原理及应用—— P W M直流电机调速控制系统概括直流电动机具有良好的启动性能和调速特性。

具有起动转矩大、调速平稳、经济大范围、调速容易、调速后效率高等特点。

本文设计的直流电机调速系统主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路和独立按键组成的电子产品组成。

电源采用78系列芯片,采用PWM波方式实现电机+5V、+15V调速,PWM为脉宽调制,通过51单片机改变占空比实现。

通过独立的按键实现电机的启停、调速和转向的手动控制,LED实现测量数据(速度)的显示。

电机转速采用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机统计1秒内方波脉冲个数,计算电机转速,实现直流电机的反馈控制。

关键词:直流电机调速; H桥驱动电路; LED显示屏; 51单片机目录摘要2摘要错误!未定义书签。

目录3第 1 章引言41.1 概述41.2 国外发展现状41.3 要求51.4 设计目的及6第 2 章项目论证与选择72.1 电机调速模块72.2 PWM调速工作模式72.3 PWM脉宽调制方式错误!未定义书签。

2.4 PWM 软件实现错误!未定义书签。

第三章系统硬件电路设计83.1 信号输入电路83.2 电机PWM驱动模块电路9第 4 章系统的软件设计104.1 单片机选型104.2 系统软件设计分析10第 5 章 MCU 系统集成调试135.1 PROTEUS 设计与仿真平台错误!未定义书签。

18传统开发流程对比错误!未定义书签。

第一章简介1.1 概述现代工业的电驱动一般要求部分或全部自动化,因此必须与各种控制元件组成的自动控制系统相联动,而电驱动可视为自动电驱动系统的简称。

在这个系统中,生产机械可以自动控制。

随着现代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用,自动电驱动正朝着计算机控制的生产过程自动化方向发展。

以实现高速、高质量、高效率的生产。

在大多数集成自动化系统中,自动化电力牵引系统仍然是不可或缺的组成部分。

PWM调速系统设计

PWM调速系统设计

PWM调速系统设计
一、系统原理
二、硬件设计
1.电源电路:选择合适的电源电压和电容电感等元件,保证系统的稳定工作。

2.控制单元:使用微控制器或者专用的PWM控制芯片作为控制单元,负责生成高电平脉冲的脉宽。

3.驱动电路:根据电机的类型选择合适的驱动电路,将PWM信号转换为适合电机驱动的电流或电压。

三、软件设计
1.初始化设置:对控制单元进行初始化设置,包括设置PWM信号的周期和高电平脉冲的初始宽度。

2.输入检测:通过传感器或用户输入等方式获取输入信号,该信号用于调节电机的转速。

3.脉宽计算:根据输入信号的大小计算高电平脉冲的宽度,可以采用PID控制等算法来优化计算结果。

4.输出控制:将计算得到的脉宽输出到控制单元,控制单元根据脉宽的大小生成对应的PWM信号,控制电机的转速。

四、系统性能分析
1.响应时间:系统的响应时间越快,表示系统的控制性能越好,能够准确地响应输入信号的变化。

2.精度:系统的控制精度越高,表示系统能够准确地实现输入信号所要求的转速。

3.稳定性:系统的稳定性是指在长时间运行的情况下,系统能够保持良好的稳定性能。

4.效率:系统的效率表示电机能够以较低的能耗实现所要求的转速。

综上所述,PWM调速系统设计包括系统原理、硬件设计、软件设计以及系统性能分析等方面。

通过合理的设计和调试,可以实现一个高性能的PWM调速系统,用于实现电机的精确控制。

基于PWM控制的直流电机自动调速系统设计

基于PWM控制的直流电机自动调速系统设计

基于PWM控制的直流电机自动调速系统设计一、引言直流电机是工业中最常见的电动机之一,其工作原理简单,结构紧凑,控制方便,广泛应用于各行各业。

为了满足不同工况下的运行需求,需要设计一个自动调速系统来调整直流电机的转速。

本文将基于PWM控制方法设计一个直流电机自动调速系统。

二、系统设计1.系统结构直流电机自动调速系统的基本结构包括传感器、控制器、电源和执行器。

传感器用于检测电机的转速,控制器根据检测到的转速信号进行处理,并通过PWM控制方法调整电机的输入电压,从而实现自动调速。

2.传感器选择直流电机的转速检测一般使用霍尔效应传感器来实现。

霍尔传感器可以直接测量电机转子的位置,并根据位置变化来计算转速。

传感器输出的信号经过放大和处理后,可以作为控制器的输入信号。

3.控制器设计控制器是整个自动调速系统的核心部分。

控制器接收传感器的转速信号,并通过PID算法对电机的转速进行调节。

PID算法是一种经典的控制方法,可以根据当前的偏差、偏差变化率和偏差积分值来计算控制量。

在本系统中,控制器输出的控制量即为PWM信号。

4.PWM控制方法PWM(Pulse Width Modulation)控制方法是一种通过调整脉冲宽度来控制输出电压的方法。

在本系统中,PWM控制方法可以通过改变PWM信号的占空比来调整电机的输入电压。

当需要提高电机转速时,增加PWM信号的占空比;当需要降低电机转速时,减小PWM信号的占空比。

通过反馈控制,控制器可以根据实际转速信号不断调整PWM信号的占空比,从而实现电机的自动调速。

5.电源选择在直流电机自动调速系统中,电源需要提供稳定的直流电压以供电机正常工作。

一般可选择线性稳压器或开关稳压器来提供所需的直流电压。

在选择电源时,需要考虑电机的功率和电源的效率,以确保系统的稳定性和可靠性。

6.执行器选择执行器是将控制信号转换为实际操作的部分。

在直流电机自动调速系统中,执行器可选择光耦隔离器和驱动芯片来实现PWM信号控制。

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《计算机控制技术》课程设计姓名:学号:系别:专业:班级:指导教师:二○一一年十二月十六日目录1.课程设计目的12. 课程设计题目和要求12.1课程设计的要求和内容<包括原始数据、技术要求、工作要求)12.2课程设计图纸内容及张数13.设计内容23.1设计方案的选定与说明。

(根据给定任务,对所拟定的设计方案进行简要论述>23.1.1 系统总方案论证与选择23.1.2 设计模块方案比较与分析33.2设计方案的图表4<一)PWM波软件软件设计4<二)测速软件设计5<三)直流电机的调速功能仿真61.调速前的波形图72.调速后的波形图7<四)电机速度的测量并显示功能仿真7<五)系统的电路原理图8<六)系统的PCB图83.3论述方案的各部分工作原理93.3.1 8051单片机的基本组成93.3.2 PWM的基本原理103.3.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理113.3.4 H桥驱动电路123.3.5 霍尔传感器的工作原理133.3.6 PI 转速调节器原理图及参数计算143.4相关的计算143.5编写设计说明书214. 设计总结22参考书目221.课程设计目的通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力:(1>.查阅资料:搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集>的能力;(2>.方案的选择:树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力;(3>.迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力;(4>.用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

2.课程设计题目和要求2.1课程设计的要求和内容<包括原始数据、技术要求、工作要求)1.要求设计电机速度控制系统,要求无余差,超调小。

2.硬件采用51系列单片机,采用直流作为驱动元件。

3采用keil c作为编程语言,采用结构化的设计方法2.2课程设计图纸内容及张数1.要求用protel设计出硬件电路图。

2.画出系统控制框图。

3.画出软件流程图。

3.设计内容3.1 设计方案的选定与说明。

(根据给定任务,对所拟定的设计方案进行简要论述>3.1.1 系统总方案论证与选择方案一:直接加直流电源来控制电机的转动速度;根据电动机在其额定电压时,电动机有一定的额定转速。

根据其输入电压的减小,其转动速度也相应的减小。

从而在传统的改变电动机的转速问题中,就是利用所给电动机的电压的不同,而达到人们所需要的大约速度。

方案二:以单片机AT89C51为中心通过D/A转换器,将单片机数字量转换为模拟量,从而起到控制电动机的转速问题。

其中在单片机控制部分通过按键直接从程序中调出所需要速度的值,同时输到数码显示部分和D/A转换部分以实现电动机的调速。

图1 电路组成框图方案三:采用AT89C51单片机进行控制。

本设计需要使用的软件资源比较简单,只需要完成编码器采样部分、键盘控制部分以及显示输出功能。

采用AT89C51进行控制比较简单、易控制、可靠性高、抗干扰能力强、精度高且体积大大减小。

输出速度的调节是通过键操作,显示速度。

AT89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器.具有4K字节可编程闪烁存储器,可擦除的的只读存储器(PEROM>, ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器. AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案. 三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和电模式、片内振荡器和时钟电路:电路框图如图2图2 电路组成框图方案分析:方案一只能以减小所给电压值而能使电动机的转速有相应的减小,此方案操作性差且不安全。

方案二不能及时的从电动机那里得到相应的转动速度,而是直接从程序哪儿调用相应的数值给数码显示。

所以,此处的电路在速度的显示上失去了其真实性。

方案三在可操作性与实时性方面都都结合了本专业特点,从控制理论与控制技术出发,充分发挥与应用本学科特点。

所以,设计采用方案三。

3.1.2 设计模块方案比较与分析电机调速控制模块:方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。

但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵。

更主要的问题在于一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。

方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对电机的速度进行调整。

这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。

方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极佳,是一种广泛采用的PWM调速技术。

兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大,因此本设计采用方案三。

3.2设计方案的图表<一)PWM波软件软件设计程序流程图:软件电机控制的方框图<二)测速软件设计软件测速的方框图<一)电路原理图LCD显示电路<二)霍尔传感器的电路原理图霍尔传感器的测速电路<三)直流电机的调速功能仿真当按下open键时,电机开始工作。

若需要加快电机的转速,则按下add_speed键,直到电机转速适中;相反,需要减慢电机的转速时,则按下sub_speed键,待转速满意后,放开按键。

当然,在某种特定的环境下,还需改变电机的转速,此时,你可以按一下swap键,以达到改变电机转向的目的。

当电机不工作时,则按下close键。

直流电机调速系统的Proteus仿真图1.调速前的波形图电机启动时的脉冲波形占空比2.调速后的波形图电机减速后的脉冲波形占空比<四)电机速度的测量并显示功能仿真对电机转速的显示,为使用者提供了更为直观的界面。

用户可以根据液晶显示屏上的数字,调整电机的转速,为调速提供了方便。

从显示数字的稳定程度,也可以判断电机转速的稳定性。

若显示数字几乎不变,则说明电机工作十分稳定;与之相反,显示数字不停地变化,则说明电机工作非常不稳定。

直流电机系统的Proteus仿真<五)系统的电路原理图直流电机调速系统的Protel原理图由电源模块、单片机控制单元、电机驱动电路、LCD显示电路、霍尔传感器电路构成。

<六)系统的PCB图3.3论述方案的各部分工作原理3.3.1 8051单片机的基本组成8051单片机由CPU和8个部件组成,它们都通过片内单一总线连接,其基本结构依然是通用CPU加上外围芯片的结构模式,但在功能单元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。

其基本组成如下图所示:图2-2 8051基本结构图2.CPU及部分部件的作用功能介绍如下中央处理器CPU:它是单片机的核心,完成运算和控制功能。

内部数据存储器:8051芯片中共有256个RAM单元,能作为存储器使用的只是前128个单元,其地址为00H—7FH。

通常说的内部数据存储器就是指这前128个单元,简称内部RAM。

内部程序存储器:8051芯片内部共有4K个单元,用于存储程序、原始数据或表格,简称内部ROM。

定时器:8051片内有2个16位的定时器,用来实现定时或者计数功能,并且以其定时或计数结果对计算机进行控制。

中断控制系统:该芯片共有5个中断源,即外部中断2个,定时/计数中断2个和串行中断1个。

3. 8051单片机引脚图图2-3 8051单片机引脚图3.3.2PWM的基本原理PWM<脉冲宽度调制)是通过控制固定电压的直流电源开关频率,改变负载两端的电压,从而达到控制要求的一种电压调整方法。

PWM可以应用在许多方面,比如:电机调速、温度控制、压力控制等等。

在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。

通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的,从而来控制电动机的转速。

也正因为如此,PWM又被称为“开关驱动装置”。

如图2-8所示:图2-8 PWM方波设电机始终接通电源时,电机转速最大为Vmax,设占空比为D= t1 / T,则电机的平均速度为Va = Vmax* D,其中Va指的是电机的平均速度;Vmax是指电机在全通电时的最大速度;D = t1 / T是指占空比。

由上面的公式可见,当我们改变占空比D = t1 / T时,就可以得到不同的电机平均速度Vd ,从而达到调速的目的。

严格来说,平均速度Vd与占空比D并非严格的线性关系,但是在一般的应用中,我们可以将其近似地看成是线性关系。

3.3.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理1.数据比较器具有数据比较功能的芯片有74LS6828,74LS6838等8位数值比较器,4位数值比较器4585等。

本PWM发生电路通过两片4位数值比较器4585就可实现PWM信号的产生,因此选用4585作为信号发生电路。

芯片4585的引脚图:2.串行计数器系统PWM信号发生电路中还使用到一片串行计数器,有串行计数功能的芯片有4024、4040等,它们具有相同的电路结构和逻辑功能,但4024是7位二进制串行计数器,而芯片4040是一个12位的二进制串行计数器,所有计数器位为主从触发器,计数器在时钟下降沿进行计数。

当CR为高电平时,它对计数器进行清零,由于在时钟输入端使用施密特触发器,故对脉冲上升和下降时间没有限制,所有的输入和输出均经过缓冲。

本系统使用4040作为串行计数器,芯片4040的引脚图如图2-11所示:图2-11 4040引脚图3.3.4H桥驱动电路图2-1所示的H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机,电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。

如图1.1-1所示,要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。

根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

图4H桥驱动电路要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。

例如,如图2-2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。

按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动<电机周围的箭头指示为顺时针方向)。

图5H桥驱动电机顺时针转动图2-3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。

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