直流电机转速测量与控制
无刷直流电机的调速与控制技术
无刷直流电机的调速与控制技术随着科技的发展，电动机在各个领域的应用越来越广泛。
而无刷直流电机作为一种高效、可靠的电机，在许多领域得到了广泛的应用。
无刷直流电机的调速与控制技术是保证电机运行稳定性和提高其性能的重要一环。
一、无刷直流电机的工作原理无刷直流电机是一种基于电磁感应原理工作的电动机。
其核心部件是电机转子上的永磁体，通过感应电流产生的磁场与定子线圈产生的磁场相互作用，从而实现电机的运转。
相比于传统的有刷直流电机，无刷直流电机省去了电刷与换向器件，因此具有更高的效率和更长的寿命。
二、无刷直流电机的调速方法无刷直流电机的调速方法主要包括电压控制调速和电流控制调速两种。
1. 电压控制调速电压控制调速是通过改变电压的大小来控制电机的转速。
在实际应用中，最常见的方式是采用PWM (Pulse Width Modulation) 调制技术。
PWM技术通过调整电压的占空比，使得电机在一个固定的周期内以不同的占空比工作，从而实现不同的转速。
这种方法简单易行，但是对于大功率的无刷直流电机，其调速范围较窄。
2. 电流控制调速电流控制调速是通过改变电机定子线圈的电流来控制电机的转速。
常见的控制方法有开环控制和闭环控制。
开环电流控制是在电机定子线圈中加回馈电阻，通过改变反馈电阻的大小来调整电流。
这种方法结构简单，控制参数易调，但是系统稳定性较差，无法适应负载的变化。
闭环电流控制是在开环控制的基础上加入反馈环节，通过传感器测量电机的电流，并与设定的电流进行比较，通过PID控制算法来调整控制器输出的电压，从而控制电机的转速。
这种方法可以提高系统的稳定性和动态响应性能，适用于对转速精度和系统稳定性要求较高的应用。
三、无刷直流电机的控制技术无刷直流电机的控制技术是实现电机调速的重要手段之一。
根据不同的应用场景和需求，可以选择不同的控制方法。
1. 速度控制速度控制是无刷直流电机最基本的控制方式。
通过改变电机的输入提速，可以控制电机的转速。
（精品）霍尔传感器测量电机转速（整理）
霍尔传感器测量电机转速一、背景随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。
本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
二、工作原理1、转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
在这里选用美国史普拉格公司(SPRAGUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
2、转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C8051F060片内的D／A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。
在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加一、减一法)。
直流电机 控制方法
直流电机控制方法
直流电机的控制方法主要有以下几种：
1. 速度控制：通过改变电压或电流的大小来控制电机的转速。
可以使用PWM （脉冲宽度调制）技术来实现精确的速度控制。
2. 方向控制：通过改变电机的电流流向来控制电机的旋转方向。
可以使用H桥电路来实现方向控制。
3. 位置控制：通过测量电机转子的位置来控制电机的旋转角度。
可以使用编码器等位置传感器来获取转子位置信息，并使用闭环控制算法来实现精确的位置控制。
4. 力矩控制：通过改变电机的电流大小来控制电机输出的力矩。
可以使用电流反馈控制算法来实现力矩控制。
5. 转矩控制：通过改变电机的电流大小和方向来控制电机输出的转矩。
转矩控制可以实现精确的负载控制和工艺要求。
这些控制方法可以单独应用，也可以组合使用，以实现不同的应用需求。
直流电机转速测控实验
直流电机转速测控实验一、实验目的1. 掌握电机转速的测量原理；学会根据被测环境、对象不同选择合适的传感器测量转速；2. 掌握电机转速控制的原理；学会用计算机和传感器组成转速测控系统。
二、实验原理图1所示为计算机直流电机转速测控系统原理图。
图1 计算机测控直流电机转速原理框图根据被测环境和对象选择不同转速传感器（光电、霍尔、磁电）实现直流电机转速的测量及控制。
三. 实验仪器和设备1. CSY－5000型传感器测控技术实训公共平台；2. 环形带综合测控实验台；3. 数据采集模板及测控软件(LabVIEW试用版)；4. 12V直流电机调节驱动挂箱；5. 光电式、霍尔式、磁电式转速传感器各一件；6. PC机及RS232通讯接口。
四．实验预习要求1.查阅资料，了解旋转轴转速测量的常用方法；2.掌握采用光电式、霍尔式、磁电式传感器测量转速的原理及特点；3.理解计算机测控直流电机转速的系统工作原理；4.熟悉CSY-5000型传感器测控技术实训平台的硬件配置。
五. 实验步骤及内容第一部分：转速测量1、在关闭公共平台主机箱电源开关的前提下，连接数据采集模板电源线、RS232通讯线；2、根据你选用的转速传感器，按转速传感器附录图1、图2、图3示意图安装接线；（注意光电、霍尔传感器为+5V供电，磁电传感器为+15V供电）3、主机箱上0～12V可调电源与电压表（电压表量程选择20V档）及环形带综合测控实验台电机（环形带综合测控实验台背面）接口并接（注意接口的相应极性）；4、检查接线无误后，首先将主机箱上0～12V可调旋钮逆时针方向缓慢调节到底（起始输出电压最小）；然后桌面“环形带综合测试软件”（或者启动计算机中的测试软件目录“SensorTest.vi”），双击打开，显示图2环形带综合测试程序软件界面；再打开主机箱电源开关给测量系统供电。
图2 环形带综合测试软件界面5、在计算机的环形带综合测试程序软件界面采单栏下方栏点击运行按钮，串口通讯正常后选择测试软件中“手动转速控制与测量”选项，软件界面显示为图3转速测量选择传感器类型界面；在界面下方选择“传感器类型”为现在做测量转速实验相对应的转速传感器。
直流伺服电机的控制电压与输出转速的测量方法
准备测试DC的服务器就像准备科学冒险一样！我们需要电源给电动机控制电压就像超级英雄为任务供电一样我们将使用一个塔克仪，
这就像我们信任的侧翼，测量发动机的输出速度。
当然，我们将有一个数据采集系统，我们的高科技笔记本，来记录所有的电压和速度数据。
一旦一切准备就绪，是时候释放控制电压在马达上，并让它恢复到其全部潜力。
就像开赛车一样，我们可能需要调整一下电压以获得我们想要的速度。
一旦我们的马达以稳定的速度前进，我们可以抽出我们的塔克仪来测量它，就像检查运动车上的速表。
我们的数据采集系统就在那里，像一个勤奋的实验室助理一样，记录所有电压和速度信息。
准备好用电，用电，用电，用电量，因为测试DC伺服电动机即将成
为你见过的最激动人心的科学实验！
一旦你收集了电压和速度数据，下一步就是看它们是如何相互通联的。
将数据绘制在图表上，并进行一些数字计算，以了解控制电压和输出速度之间的通联。
你可能需要在不同的操作条件下做更多的测试来
真正了解电动机的表现。
注意诸如载荷和温度的变化可能影响发动机的性能这一分析的整个要点是用一个数学公式来进行，这个公式能够
根据进入它的电压来准确预测运动的速度。
一旦有了它，你就可以用
它来设计控制系统，使发动机在现实世界中运行得最好。
在得出结论时，对DC伺服器的控制电压和输出速度进行仔细审查，就必须迅速建立测试装置，认真积累电压和速度数据，并认真分析这两个变量之间的相互关系。
工程师们坚持系统的方法，能够对发动机的性能属性获得宝贵的洞察力，并培养出便于精确调节发动机各种应用的模型。
这些测量对于预先确定发动机的行为和在实际环境中提高其效能是必不可少的。
实验13--直流电机测速实验
4562、由DAC0832经功放电路驱动直流电机，计数光电开关通关次数并经过换算得出直流电机的转速，并将转速显示在LED上。
3、G5区的0、1号按键控制直流电机转速快慢， (最大转速≈96r/s，5V，误差±1r/s)六、演示程序(完整程序见目录SPEED);键盘、LED显示子程序请参阅综合实验一.MODEL TINYEXTRN CMD_8279:WORD, DATA_8279:WORDEXTRN Display8:NEAR, SCAN_KEY:NEAR,GetKeyA:NEARPCIBAR1 EQU 14H ;PCI9052 I/O基地址（用于访问局部配置寄存器）PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址,;也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) PCIIPR EQU 3CH ;IRQ号INTCSR EQU 4CH ;PCI9052 INTCSR地址mask_int_9052 EQU 24HVendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号Device_ID EQU 8376 ;设备ID号VoltageOffset EQU 5 ;0832调整幅度.STACK 200.DATAIO8259_0 DW 00F0HIO8259_1 DW 00F1HRD_IO8259 DW 0000HCon_8253 DW 00E3HT0_8253 DW 00E0HT1_8253 DW 00E1HDA0832 DW 00D0HIO_Bit8_BaseAddress DW ?PCI_IO_BaseAddress0 DW ?PCI_IRQ_NUMBER DB ?INT_MASK DB ?INT_Vector DB ?INT_CS DW ? ;保护原中断入口地址INT_IP DW ?msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'msg2 DB '读PCI9052 I/O基地址时出错$'msg3 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'msg4 DB '读IRQ号出错$'buffer DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节buffer1 DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节VOLTAGE DB 0 ;转换电压数字量Count DW 0 ;一秒转动次数NowCount DW 0 ;当前计数值kpTime DW 0 ;保存上一次采样时定时器的值bNeedDisplay DB 0 ;需要刷新显示.CODESTART: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitPCICALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址CALL ModifyVector ;修改中断向量、允许中断MOV bNeedDisplay,1 ;显示初始值MOV VOLTAGE,99H ;初始化转换电压输入值，99H-3.0VMOV Count,0 ;一秒转动次数MOV NowCount,0 ;当前计数值MOV kpTime,0 ;保存上一次采样时定时器的值CALL DAC0832 ;初始D/ACALL Init8253CALL Init8259STIMAIN: CALL IfExitCALL GetKeyA ;按键扫描JNB Main1JNZ Key1Key0: MOV AL,VoltageOffset ;0号键按下，转速提高ADD AL,VOLTAGECMP AL,VOLTAGEJNB Key0_1MOV AL,0FFH ;最大Key0_1: MOV VOLTAGE,AL ;D/ACALL DAC0832JMP Main2Key1: MOV AL,VOLTAGE ;1号键按下，转速降低SUB AL,VoltageOffsetJNB Key1_1XOR AL,AL ;最小Key1_1: MOV VOLTAGE,ALCALL DAC0832 ;D/AJMP Main2Main1: CMP bNeedDisplay,0JZ MAINMOV bNeedDisplay,0 ;1s定时到刷新转速Main2: CALL RateTest ;计算转速/显示JMP MAIN ;循环进行实验内容介绍与测速功能测试;转速测量/显示RateTest: MOV AX,CountMOV BL,10DIV BLCMP AL,0JNZ RateTest1MOV AL,10H ;高位为0，不需要显示RateTest1: MOV buffer,AHMOV buffer+1,ALMOV AL,VOLTAGE ;给0832送的数据AND AL,0FHMOV buffer+4,ALMOV AL,VOLTAGEAND AL,0F0HROR AL,4MOV buffer+5,ALMOV buffer+2,10H ;不显示MOV buffer+3,10HMOV buffer+6,10HMOV buffer+7,10HLEA SI,bufferLEA DI,buffer1MOV CX,8REP MOVSBLEA SI,bufferCALL Display8 ;显示转换结果RETTimer0Int: MOV bNeedDisplay,1MOV AX,NowCountSHR AX,1SHR AX,1MOV Count,AX ;转一圈,产生四个脉冲,Count = NowCount/4MOV NowCount,0RETIntProc: PUSH AXPUSH DXCALL ClearIntMOV DX,RD_IO8259IN AL,DXIN AL,DX ;判断由哪个中断源引起的中断CMP AL,08HJNZ IntProc1CALL Timer0IntJMP IntProc2IntProc1: CMP AL,0FHJNZ IntProc2CALL CountIntIntProc2: MOV DX,IO8259_0MOV AL,20HOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETCountInt: MOV DX,Con_8253MOV AL,40HOUT DX,AL ;锁存MOV DX,T1_8253IN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AL,AH ;T1的当前值XCHG AX,kpTimeSUB AX,kpTimeCMP AX,100JB CountInt1 ;前后二次采样时间差小于100，判断是干扰INC NowCountCountInt1: RETInit8253 PROC NEARMOV DX,Con_8253MOV AL,34HOUT DX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T0_8253MOV AL,12HOUT DX,ALMOV AL,7AHOUT DX,AL ;CLK0=31250Hz,1s定时MOV DX,Con_8253MOV AL,74HOUT DX,AL ;计数器T1设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T1_8253MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL ;作定时器使用RETInit8253 ENDPInit8259 PROC NEARMOV DX,IO8259_0MOV AL,13HOUT DX,ALMOV DX,IO8259_1MOV AL,08HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,7EHOUT DX,ALRETInit8259 ENDP;数模转换，A-转换数字量DAC0832 PROC NEARMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALRETDAC0832 ENDP;IfExit、InitPCI、ModifyAddress、ModifyVector、ClearInt、Exit子程序请参阅8259实验END START七．实验扩展及思考题实验内容：在日光灯或白炽灯下，将转速调节到25、50、75，观察转盘有什么现象出来。
直流调速电机实验报告
一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。
本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。
四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。
（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。
（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。
（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。
2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）启动电机，观察电机正反转及转速。
（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。
（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。
（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。
（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。
2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。
（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。
（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。
基于51单片机的直流电机转速PI控制
… …
图 xx 电路原理图
上图中 LED 数码管显示中的 74LS164 芯片的引脚及功能如下所述：
芯片引脚功能对照表
符号 SA、SB Q0~Q7 CP（CLK） VCC GND /MR(/CLR)
功能 串行数据输入端 并行数据输出端 时钟输入端（上升沿有效） 电源正（5V） 接地 清零端（低电平有效）
直流电机 PI 转速控制—基于 51 单片机
1.项目系统组成
本项目由 STC89C52RC 单片机最小系统，12MHZ 晶振。直流电机驱动电路、直流电机（5V）、光电测 速电路以及数码管显示电路组成。详细器件见下文电路图。
2.直流电机转速控制电路原理
直流调速的方法有多种，本文是基于 PWM（脉冲宽度调制）技术，改变直流电机等效电枢电压，以此 在一定范围实现直流电机的调速。
void timer1() interrupt 3 {
TR1=0; TH1=pwmh; TL1=pwml; PWM1=0;
//T1 中断响应函数
//关闭定时器 T1 //T1 重置初值 //T1 重置初值，改变 PWM 占空比 //输出低电平
}
void PID_pwm()
{
unsigned int speed=0,pwm=0,pwmhh=0,pwmll=0; speed=10*pulse; //脉冲数换算为转速（转/分）speed=60*pulse*1000/(12*50*10)
综上所述，要想电机正转，则需要 PWM1=1，同时 PWM2=0；要想电机反转，则需要 PWM2=1，同时 PWM1=0；要想电机停止，则需要 PWM1=1，同时 PWM2=1，或者 PWM1=0，同时 PWM2=0。
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苏州大学城市轨道交通学院课题名称：直流电机转速控制与测量学院：城市轨道交通学院班级：10级通信工程学号：45姓名：袁圆其他成员：李吟乔王佳毓苏朗直流电机转速测量与控制一、设计要求1) 电机转速比例测量，并数码管显示；2) 电机转速由按键设定，步长为1rad/min。
二、直流电机转速测量与PWM控制的基本原理:直流电机的工作原理为：直流电机的磁极N,S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面固定着线圈abcd。
当线圈流过电流的时候，线圈受到电磁力的作用，产生旋转。
根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受力方向也将改变，因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。
由于方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，因此我们通过单片机的控制电路改变占空比，从而改变有效电压，以此控制电机的转速。
即采用PWM（脉宽调制）方法实现调速。
三、设计方案程序应用模块化进行设计，主要有初始化模块、显示模块、读键模块、数制转换模块、双字节除法模块、中断模块和控制调节模块。
初始化模块：8155工作方式、T0和T1工作方式、标志位状态、所用单元初值、中断设置以及初始显示等。
显示模块：设定值和实测值的数值与字符动态显示。
读键模块：从I/O口依据某位数码管亮时读入小按键是否有效，然后根据四个小键盘的不同功能进行相应的处理，只要设定值一改变立刻显示。
加1键和减1键要有连加连减功能。
数制转换模块：将二进制转换为十进制。
外部中断模块：将转1圈的时间通过双字节除法程序求出即时转速。
定时中断模块：PWM输出波形形成。
控制调节模块：通过设定值和实测值的比较来改变脉冲波的占空比，该数据的调节分为简单比例调节PP和比例积分调节PI。
调节公式分别为：YK=YK1+KP*EKYK=YK1+KP*EK+KI*EK2YK：要输出的数据YK1：上次输出的数据EK：设定值和实测值的差值EK1：上次的EK值EK2：EK-EK1的差值KP：比例系数（设KP=1~2）KI：积分系数（设KI=1~2）四、硬件设计我们将整个模块分为以下几个部分：控制部分，驱动电路和负载的续流电路。
4.1控制部分图4.1 系统方框图控制电路主要由单片机来控制，编写一段程序使单片机发出的PWM脉冲来实现对驱动的控制。
新一代的单片机具有PWM功能。
通过对单片机的初始化设置，使其自动发出PWM脉冲波，只有在改变占空比的时候CPU才干预。
4.2驱动电路的设计开关驱动是利用大功率晶体管的开关作用。
将恒定的直流电源电压转换为一定的方波电压加在电机电枢上，与线性方式不同，在这种驱动方式下，驱动器的功率管工作在开关状态，当器件导通时，器件的电流很大但是压降很小；器件关断时，压降很大但是电流很小。
因此驱动器的功率消耗少，发热量少，效率较高。
通过控制开关的频率和脉宽，可以对电机的转向进行控制。
我们在本次设计中采用的PWM脉冲调制方式正是一种开关驱动方式，是直流电机最重要也是最常见的驱动方式。
采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲及在具有惯性环节上时，其效果基本相同，这正是PWM控制技术的理论基础。
PWM驱动方式易与处理器接口，使用简单，最常见的就是H桥电路。
集成H桥芯片很很多型号，我们使用的是L298的芯片（如图4.2）。
图4.2 L298引脚及外形图表4.1 L298引脚符号及功能一般利用H桥电路来实现调速。
H桥驱动电路：图4.3 H桥驱动电路图4.3中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图 4.3及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。
如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
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。
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4.4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4.4 H桥电路驱动电机顺时针转动图4.5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。
当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。
图4.5 H桥电路驱动电机逆时针转动可以把Q1跟Q4接在一起，Q3跟Q2接在一起，这样只要两个单片机I/O口就行。
这个桥式电路图只用来说明原理，实际应用还要看电机的额定电压、电流。
也可以用L293、L298直流的集成芯片。
我们采用的是模块是H桥芯片L298,图4.6所示是L298的内部原理图。
图4.6 L298内部原理图L298需要2个电压，一个为逻辑电路工作时所需要的5V电压VCC，另一个为功率电路所需的驱动电压VSS。
驱动电路的输入可直接与单片机的引脚相连，为了进一步提高抗干扰能力我们还使用了光电耦合器件组成的隔离电路和控制电路和动力电路进行电气隔离。
参见表4.1。
原理分析：使能端输入使能，控制输入端A端输入PWM信号，控制输入端B 端输入PWM的反相信号，在一个PWM周期里，电机的电枢承受双极性的电压，电机的速度和方向均由PWM决定。
PWM占空比为50%（数码管显示50）时，对应的电机的转速为+113r/min，为电机初始转速。
占空比为0%-50%（数码管显示0-50）的时候电机的转速是63-113r/min；占空比为50%-99%（数码管显示50-99）的时候电机的转速是113-162r/min。
电机的转动速度由PWM脉冲方波的占空比决定。
占空比越大则速度越快，即电机加速，占空比减小则是电机转动速度减慢，即电机减速（转速控制通过电路中SPEED UP和SLOW DOWN两个按键输入改变），键盘设置见图4.7。
图4.7 直流电机转速测量与控制电路模块图4.3续流电路的设计由于电机具有较大的感性，电流不能突变，若忽然将电流切断将在功率管两端产生巨大的电压，损坏器件。
我们应用二极管来续流，利用二极管的单向导通性。
二极管的选用必须要根据PWM的频率和电机的电流来决定。
二极管要有足够迅速的恢复时间和足够的电流承受能力。
电流如果突变易损坏功率管即L298芯片。
为保护芯片而加上续流电路，如图4.8所示。
图4.8 续流电路工作原理图4.4整个电路原理图五、程序设计1）设计流程图2）源程序#includ e<reg51.h>sbit pwm=P0^0;sbit MOTOR_ENA=P1^7;sbit l ed1=P0^1;sbit l ed2=P0^2;unsigned char pwm_count;volatile unsigned char pwm_duty;//占空比系数unsigned char cod e DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};void DelayMS(unsigned int x){unsigned char t;whil e(x--) for(t=0;t<100;t++);}void display(){l ed1=0;P2=DSY_CODE[pwm_duty/10];DelayMS(1);l ed1=1;l ed2=0;P2=DSY_CODE[pwm_duty%10];DelayMS(1);l ed2=1;} /* 初始化*/void intial(){pwm_count=0;pwm_duty=50;//50% dutyIE|=0x87;//1000 0111IP=0x04;//0000 0100 外部中断1高优先级TMOD=0x02;//定时器0，方式2IT0=1;IT1=1;//外部中断下降沿触发TR0=1;//启动定时器0TH0=256-10;//定时10us ，假定晶振频率12MHzP2=0;P0=0;MOTOR_ENA=1;l ed1=1;l ed2=1;P2=0;}void main(){intial();whil e(1){display();}}void pwm_gernate() interrupt 1 //定时器0中断子程序{pwm_count++;if(pwm_count<pwm_duty)pwm=1;elsepwm=0;if(pwm_count==99)//方波周期=10us*200=2ms,频率500Hz pwm_count=0;}void pwm_up()interrupt 0//外部中断0子程序{pwm_duty++;if(pwm_duty>99)pwm_duty=99;}void pwm_d own()interrupt 2//外部中断1子程序{if(pwm_duty==0)pwm_duty=1;pwm_duty--;}六、实验结果上电，数码管显示初始态50，此时电机实际转速为+113r/min。
见图6.1。
图6.1 电路上电初始态上电后电路接通，闭合开关SW2，速度初始化为50（实际转速+113r/min）。
按键开关SPEED UP和SLOW DOWN分别控制电机转速的快慢，步长为1（实际速度为1r/min）。
开关SW-spdt为中止开关。
PWM端接示波器，可以观察PWM脉宽调制，此时为占空比50%的情况。
（见下图6.2）图6.2 PWM端示波器脉宽调制显示（此为占空比50%的情况）七、测速原理分析1.光电盘测速示意图:图7.1 光电测速示意图光码盘测速是一种精度较高的测速方法。
由于光码盘原理和结构上的特点,测速精度不可能达到相当高的程度,但其廉价和方便性是显而易见的。
光码盘原理简单,输出精度和分辨率高,寿命长,比较适合部队装备使用的要求。
基本的测速装置如图7.2所示。
图7.2 测速装置功能结构框图2. 速度信号采样电路速度信号采集采用光码盘转换电路,如图7.3 所示。
发光二极管LED 发出红外光,透过遮光板TLP 的圆孔照射光敏三极管T1 ,使其迅速由截止状态变为导通,如此反复形成光脉冲信号,经T2 的放大,再由74LS04反向整形后送给单片机。
为了提高响应速度,选用脉冲响应时间为50ns 的GaA1As 红外发光二极管,将光敏三极管做光敏二用另外数据的处理由单片机完成。
设: n —电机转速(r/ min)N —一个采样周期T 内计数器记录的光脉冲的个数P —测速盘开孔的总数T —采样周期(s)f —脉冲频率则:T·n·p/ 60 = N因此电机转速为:n = 60N/ (PT)图7.3 光码盘转换电路3.测试结果测速精度可由下式得到:γn =(nx–n0)/n0×100 %式中,nx 为转速测量值,n0 为转速实际值。