直流电机转速测量与控制概述
电动车转速测量的原理
电动车转速测量的原理电机转速测量方法有哪些1、测速发电机测速定义：利用直流发电机输出电压与转速成正比的原理，在被测电动机轴上安装一台小型直流发电机即测速发电机，根据测速发电机的输出电压，间接地获得被测电动机的稳态转速和转速变化规律。
原理：电机转动带动测速发电机转动，测速发电机的转子切割磁力线产生感应电动势，速度越高，感应电动势越大。
特点：动态响应较慢。
使用范围：只能用于电机稳态测量或缓变过程的测量，在电机转速较低时不能使用，因为测速发电机会进入非线性区而产生较大误差。
2、光电数字测速定义：通过转速传感器将光信号变为与转速有关的电信号，从而测量电机转速的一种方法。
转速传感器主要有光电码盘或光栅，它们都能产生与速度相关的脉冲式电信号。
原理：电机带动编码器转动发出高速脉冲，速度越高，脉冲频率越快。
特点：光栅分辨率很高，能够达到较高的测量精度。
测量方式：a、测频法：通过测量标准单位时间内与转速成正比的脉冲数来测定转速，适合于转速较髙时的测量。
b、测周法：通过测量产生一个电脉冲信号(即电机转过固定的角位移）所需要的时间来测定转速，适合于低转速测量。
3、磁电转速传感器测速定义：以磁电感应为基本原理来实现转速测量，属于非接触式转速测量仪表。
原理：磁电式转速传感器由铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成的，测量对象转动时，转速传感器的线圈会产生磁力线，齿轮转动会切割磁力线，磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势，转速越快输出的电压也就越大。
特点：抗干扰性很强，输出的信号强，测量范围广。
优点：a、工作维护成本较低，运行过程无需供电；b、运转不需要机械动作，无需润滑；c、结构紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配使用。
使用范围：可用于表面有缝隙的物体转速测量，有很好的抗干扰性能，能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。
注意：被测电机的转速范围不能超过磁电转速传感器的测速范围，一旦超过测速范围，磁路耗损会过大，使得输出电动势饱和甚至锐减，测量结果不准确。
电机转速测量实验报告
电机转速测量实验报告实验目的本实验旨在通过测量电机的转速，探究转速与电压、电流之间的关系，以及验证理论公式与实际测量值之间的一致性。
实验器材•直流电机•转速测量仪•多用途测试仪•电阻箱•直流电源•连接线实验步骤1.将直流电机与直流电源相连，通过测试仪测量电机的电流。
2.将转速测量仪与电机连接，确保测量仪的传感器与电机轴心对齐。
3.设置转速测量仪的测量范围，并记录下所选范围。
4.逐渐增加直流电源的电压，记录下每个电压值对应的电机转速。
5.分别测量不同电压下电机的电流，并记录下每个电压值对应的电机电流。
数据记录与分析1.在实验中记录下不同电压下的电机转速和电流数据。
2.绘制电机转速与电压的关系曲线图，并观察曲线的趋势。
3.绘制电机转速与电流的关系曲线图，并观察曲线的趋势。
4.根据实验数据，分析电机转速与电压、电流之间的关系，并给出结论。
5.使用理论公式计算电机转速与电压、电流之间的关系，并与实验数据进行比较，验证理论公式的准确性。
结果与讨论通过实验测量和数据分析，我们得到了电机转速与电压、电流之间的关系。
根据曲线图的趋势和实验数据，我们可以得出以下结论： - 随着电压的增加，电机的转速呈线性增加趋势。
- 在给定电压下，电机的转速与电流之间存在正相关关系。
我们还将实验数据与理论公式进行了比较，发现实验数据与理论公式的计算结果相符，验证了理论公式的准确性。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了电机的转速测量方法，并探究了电机转速与电压、电流之间的关系。
通过实验数据和理论计算的对比，我们验证了理论公式的准确性。
在实验过程中，我们还发现了一些潜在的误差来源，例如测试仪器的精度限制、测量误差、实验条件的不完全控制等。
为了提高实验结果的准确性，我们可以进一步优化实验设计，采取更精确的测量仪器和更严格的实验控制。
通过这次实验，我们不仅获得了实际操作的经验，还加深了对电机转速测量原理的理解，为今后在相关领域的研究和应用奠定了基础。
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。
直流电机控制说明书
实现稳幅的方法是使电路的 Rf/R1 值随输出电压幅度增大而减小。 电路设计：RC 电路产生正弦波，用二级管做稳压电路，输出较好的波形，放大器选用 TL082CD, 电阻选用滑动变阻器，方便控制，TL082CD 引脚图所示
电路设计如下：
8
11
R7 10kΩ
10
C2 100nF
9
R8
C1
10kΩ
100nF
选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在
处，RC 串并联反馈网络的
，
，
根据振荡平衡条件
和
，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同
相，放大电路的电压增益不能小于 3，即用增益为 3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡，
应大于 3）的同相比例放大电路即可。根据这个原理组成的电路如图 XX_01 所示，由
0
VCC
R9
15V
20kΩ
VCC
8 U1A
3
1
2
4 TL082CD 12
R6 VEE
20kΩ Key=A
50%
0
VEE
-15V
电路振荡过程，仿真如图所示
D1 1N1202C
R11 10kΩ 50%
Key=A
R10 1310kΩ 50%
Key=A D2
1N1202C
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。
直流电机调速控制和测速系统设计
直流电机调速控制和测速系统设计摘要：在电机结构之中，直流型的电机在性能上具有极高的优势，随着时代的飞速发展，有关直流电机的应用范围也越发广泛。
但是，传统的直流电机的工作性质决定它会面临有关运转方面的问题，如何进行转速控制便成为困扰直流电机发展与应用的重要原因。
而直流电机控制系统的出现，很好地缓解了这方面的问题，不但提高了直流电机的稳定性与精准性，同时还能够对直流电机开展有效的调速控制，以此来满足我国对相关设备的应用需求。
正因如此，本文就直流电机调速控制加以分析，并以此为基础开展相应的测速系统设计。
关键词：直流电机；调速控制；测速系统电子技术是新时代发展的基础，对于人们的日常生活有着极为重要的影响，随着我国科学技术的不断提升，有关直流电机的成本也在不断降低，在这一过程中，直流电机本身所具备的优良特性也会得到有效发挥，在发展前景方面也会更加乐观。
此外，由于直流电机本身在控制方面相对简单，且自身所具备的应用性比较强，在进行设计的过程中，只需要对其自身调速稳定内容进行优化即可。
但是，当前我国在有关这方面的控制技术上还存在着一定程度的问题，很多计算过程十分复杂，很难将直流电机的调速控制工作完全发挥出来。
正因如此，本文就这方面进行调速与测速系统的控制与设计，以此来确保整个电机设备的稳定性与安全性能够得到有效提升。
一、电机调速原理及其实现电机调速原理主要是指对电机两端所存在的电压进行数据上的更改，以此来完成对电机转速的调节工作，对于电机而言，当自身的电压方向出现改变，那么电机的旋转变化发生改变[1]。
而PWM在调速原理方面则是以脉冲信号为主，利用脉冲信号的输出特性来进行传输，并改变原本存在于电机内部空间的脉冲信号，通过间接或速度按钮来完成有关电机电压的更改工作，从而来确保电机的转速能够因此发生改变。
在这一过程中，电机内部的脉冲占比越大，转速也就越慢[2]。
本文针对直流电机进行相应的系统设计，整个电路主要是以H桥为主，为了确保整个驱动电机能够得到有效控制，将三极管进行单片机的引脚安装，将基极部分分别安装在P3.4以及P3.7这两部分，从而来确保当电机处于运行状态时，能够利用垫片机来对其自身的转速内容进行控制。
直流电机测速实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解直流电机测速的基本原理，掌握直流电机测速仪的设计与制作方法，提高学生的动手能力和创新意识。
同时，培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。
二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号，从而确定电机的转速。
常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。
本次实训采用霍尔元件测速方法。
2. 直流电机测速仪的设计与制作（1）电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成：电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。
（2）硬件制作根据电路设计，制作电路板，焊接各个元件，连接好电路。
（3）软件编程编写单片机控制程序，实现以下功能：1）采集霍尔元件输出的电压信号；2）将电压信号转换为转速值；3）将转速值显示在LCD屏幕上；4）通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。
3. 实验步骤（1）组装测速仪按照电路图组装好测速仪，确保各个元件焊接牢固，电路连接正确。
（2）调试测速仪将组装好的测速仪接入电源，调试各个模块，确保电路正常工作。
（3）测试测速仪将测速仪与待测电机连接，通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定，观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。
三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪，通过测试，测速仪能够准确测量电机的转速，满足实验要求。
2. 结果分析（1）电路设计合理，元件选择合适，电路连接正确，确保了测速仪的正常工作。
（2）软件编程实现功能完善，能够满足实验要求。
（3）测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。
四、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。
2. 提高了学生的动手能力和创新意识，培养了团队合作精神和严谨的科学态度。
3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。
五、实训体会1. 在实训过程中，认真对待每一个环节，确保电路连接正确，编程无误。
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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：1042401045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 led1=P0^1;sbit led2=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。