89C51单片机在直流电动机调速系统中的应用
89C51单片机直流电机调速Word版
计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于89C51的直流电机调速设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：同组者：指导教师：设计地点：设计时间：单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (4)2 总体方案设计 (5)2.1总体方案 (5)2.2 原件选择及介绍 (6)3 硬件电路设计 (10)3.1 单片机及其外围整体电路 (10)3.3 键盘扫描电路 (12)3.4 LED显示模块电路 (18)3.5 D/A转换器及其与MCU的接口电路 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 中断服务程序设计 (15)4.3 子程序的设计 (17)5 系统调试与总结 (18)调试总结 (18)参考文献 (19)附录A 系统原理图 (20)附录B 源程序 (21)1 引言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。
无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。
据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。
同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。
电动机与人的生活息息相关，密不可分。
电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。
简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。
然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。
直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。
而作为单片嵌入式系统的核心—单片机，正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。
随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面，特别是在直流电动机的调速控制系统中。
基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序
基于单片机89C51产生PWM信号来控制直流电机调速程序利用2051的T0产生双路PWM信号，推动L293D或L298N为直流电机调速，程序已通过调试。
/* =======直流电机的PWM速度控制程序======== */ /* 晶振采用11.0592M,产生的PWM的频率约为91Hz */#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit en1=P1^0; /* L298的Enable A */sbit en2=P1^1; /* L298的Enable B */sbit s1=P1^2; /* L298的Input 1 */sbit s2=P1^3; /* L298的Input 2 */sbit s3=P1^4; /* L298的Input 3 */sbit s4=P1^5; /* L298的Input 4 */uchar t=0; /* 中断计数器 */uchar m1=0; /* 电机1速度值 */uchar m2=0; /* 电机2速度值 */uchar tmp1,tmp2; /* 电机当前速度值 *//* 电机控制函数 index-电机号(1,2); speed-电机速度(-100~100) */void motor(uchar index, char speed){if(speed>=-100 && speed<=100){if(index==1) /* 电机1的处理 */{m1=abs(speed); /* 取速度的绝对值 */if(speed<0) /* 速度值为负则反转 */{s1=0;s2=1;}else /* 不为负数则正转 */{s1=1;s2=0;}}if(index==2) /* 电机2的处理 */{m2=abs(speed); /* 电机2的速度控制 */ if(speed<0) /* 电机2的方向控制 */ {s3=0;s4=1;}else{s3=1;s4=0;}}}}void delay(uint j) /* 延时函数 */{for(j;j>0;j--);}void main(){uchar i;TMOD=0x02; /* 设定T0的工作模式为2 */ TH0=0x9B; /* 装入定时器的初值 */TL0=0x9B;EA=1; /* 开中断 */ET0=1; /* 定时器0允许中断 */TR0=1; /* 启动定时器0 */while(1) /* 电机实际控制演示 */{for(i=0;i<=100;i++) /* 正转加速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 正转减速 */{motor(1,i);motor(2,i);delay(5000);}for(i=0;i<=100;i++) /* 反转加速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}for(i=100;i>0;i--) /* 反转减速 */{motor(1,-i);motor(2,-i);delay(5000);}}}void timer0() interrupt 1 /* T0中断服务程序 */{if(t==0) /* 1个PWM周期完成后才会接受新数值 */ {tmp1=m1;tmp2=m2;}if(tif(tt++;if(t>=100) t=0; /* 1个PWM信号由100次中断产生 */ }。
基于STC89C51单片机实现PWM电机调速
曾胜1，王兵2，胡须胜1，师浩1（1.皖江工学院 电气工程学院，安徽 马鞍山 243031；2.安徽工业大学 电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243000）摘要：采用SCT89C51单片机作为此次设计的控制芯片，由LCD1602液晶显示屏来展示电机的转速和占空比的相关实时数据，让用户能够更加清楚地看到电机的状态；在系统上增加按键以便于用户控制电机转速的快慢调整。
当电机通电开始运作时，LCD1602显示屏亮起，通过按键增加电机转速，液晶显示器上也会显示实时的转速数据；减速度按键使电机减速，用户可以通过正反转按键切换电机的旋转状态。
关键词：PWM电机调速；STC89C51单片机；LCD1602液晶显示屏Based on STC89C51 MCU PWM Motor Speed Regulation Zeng Sheng1, Wang Bing2, Hu Xusheng1, Shi Hao1(1�School of Electrical Engineering, Wanjiang University of Technology, Maanshan 243031, China;2� School of Electrical and Information Engineering, Anhui University of Technology,Maanshan 243000, China)Abstract: Uses STC89C51 microcontroller as the control chip of this design, and LCD1602 liquid crystal screen to display the motor speed and duty cycle related real-time data� So that users can see the state of the motor more clearly and concisely, in the system to increase the keys for users to control the speed of the motor adjustment� When the motor is energized and starts to operate, the LCD1602 display screen lights up, and the motor speed is increased by pressing the button� The LCD display will also display real-time speed data� When the motor decelerates by decelerating the button; The user can switch the rotation state of the motor through the positive and negative keys�Key Words:PWM motor speed regulation; STC89C51 MCU; LCD1602 screen0 引言直流驱动器的早期是由模拟单子控制器构成的控制设备。
基于单片机AT89C51控制的直流电机PWM调速控制系统课程设计报告
第一章:前言1.1前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的速度在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案1、系统的硬件电路设计与分析电动机PWM驱动模块的电路设计与实现具体电路见下图。
本电路采用的是基于PWM 原理的H型桥式驱动电路。
89C51单片机直流电机调速
计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题基于89C51的直流电机调速设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：同组者：指导教师：设计地点：设计时间：单片机系统课程设计任务书目录1 引言 (4)2 总体方案设计 (5)2.1总体方案 (5)2.2 原件选择及介绍 (6)3 硬件电路设计 (10)3.1 单片机及其外围整体电路 (10)3.3 键盘扫描电路 (12)3.4 LED显示模块电路 ........................................................... 错误!未定义书签。
3.5 D/A转换器及其与MCU的接口电路 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 中断服务程序设计 (15)4.3 子程序的设计 (17)5 系统调试与总结 (18)调试总结 (18)参考文献 (19)附录A 系统原理图 (20)附录B 源程序 (21)1 引言电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。
无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。
据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。
同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。
电动机与人的生活息息相关，密不可分。
电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。
简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。
然而近年来，随着技术的发展和进步，以及市场对产品功能和性能的要求不断提高，直流电动机的应用更加广泛，尤其是在智能机器人中的应用。
直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要，为了能够适应发展的要求，单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。
PROTUES课程设计-直流电动机调速器-单片机89C51-Keil---Proteus
1 引言随着微电子技术的不断发展与进步，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。
在现代工业中，直流电动机作为电能转换的传动装置，被广泛应用于机械、冶金、石油、化工、国防等工业部门中。
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
直流调速系统的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步使直流调速系统发生翻天覆地的变化。
其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并向全数字控制方向快速发展。
本文设计了用DAC0808设计直流电动机调速器的基本方案，阐述了该调速器系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。
本系统用电压表测量直流电动机的转速，用MCS-51单片机输出数字信号通过DAC0808芯片实现数模转换，从而输出模拟电压来控制调节直流电动机的转速。
本设计主要研究利用单片机及DAC0808实现数模转换调速，直流电机的控制和测量方法，从而对直流电机的调速控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。
2 设计总体方案2.1 设计要求基本要求：使用AT89C51单片机为核心，使用数模转换元件DAC0808对单片机输出的数字信号进行转换，输出模拟信号驱动直流电动机。
具体要求：在设计中，设计8个按键对应直流电动机的8挡不同转速，按下不同按键时，电动机将以不同速度转动，在8个按键中取一个按键为直流电动机转动停止按键。
8挡不同转速的设定由学生自己决定。
仿真：控制程序在Keil软件中编写，编译，整个控制电路在Proteus仿真软件中连接调示。
基于89C51单片机的直流电机控制系统设计
目录摘要 (3)关键词： (3)1直流电动机 (3)1.1直流电动机的工作原理 (3)1.1.1直流电动机的运动特性与优点 (4)1.2直流串励电动机 (5)1.2.1串励电动机的特点 (5)1.3直流他励电动机 (5)1.3.1他励电动机的特点 (6)2设计概要 (6)2.1硬件设计概要 (7)2.2程序设计流程图 (7)3硬件设计 (8)3.1.1电机驱动电路 (8)3.1.2单片机及控制电路 (10)3.1.3单片机介绍 (12)3.1.3.3管脚说明 (14)4程序设计 (16)4.1主程序设计 (19)4.1.1定义说明程序 (19)4.1.2执行主程序 (20)4.2子程序设计 (22)4.2.1定义延时程序函数 (22)4.2.2定时器1中断服务程序 (22)4.2.3定时器2中断服务程序 (23)4.3调速原理 (23)4.3.1PWM（脉冲宽度调制）原理 (23)4.3.2PWM（脉冲宽度调制）特点 (24)5调试与仿真 (25)参考文献 (25)附录 (26)摘要通过单片机改变输出脉冲波的宽度井陉调节，以便实现直流电的起动、正反转、加速、减速功能，在这种调速方法下，可以有效的减少其损耗功率。
关键词：单片机；直流电机；调速1直流电动机直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。
定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座组成。
主磁极铁芯上套有线圈，通入直流励磁电流便会产生磁场，即主磁场。
换向极也由铁芯及套在上面的线圈组成，其作用是产生附加磁场。
以减弱换向片与电刷之间的火花，避免烧蚀。
机座除作电动机的机械支架外，还作为各磁极间磁的通路。
转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇组成。
转子铁芯用来安装转子绕组，并作为电动机磁路的一部分。
转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过电流，以产生电磁转矩。
换向器由换向片组成，换向片按一定规律与转子绕组的绕组元件连接。
1.1直流电动机的工作原理直流电动机包括俩个在空间固定的永久磁铁，一个为N极，另一个为S极。
基于89C51的直流电机转速的测量与控制
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (2)1.1 课题的研究意义 (2)31.2 设计任务 (3)2 系统设计及模块分析 (3)2.1系统平台简介 (3)2.2 PWM模块 (5)2.4 LCD模块 (5)3 系统的软件设计与实现 (8)3.1 系统软件简介 (9)3.2 编程语言简介 (9)3.3 设计流程及分析 (10)4 调试与实验结果 (13)4.1 系统测试结果 (14)4.2 设计心得 (14)结论 (14)谢辞 (14)参考文献 (14)附录 1 系统硬件原理图 (14)基于STC89C51直流电机控制系统的设计与实现摘要：转速是直流电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。
本文阐述了基于单片机的直流电动机转速控制系统的特点和优势，介绍了在STC89C51单片机实验开发平台上，对直流电动机进行测速和控制的相关算法及软、硬件实现。
设计中软件设计采用C语言编程，硬件设计采用PWM方式驱动电动机，利用霍尔元器件测量电动机的转速，在液晶显示屏(LCD)上实时显示电机的转速值。
另外还可以通过3×3矩阵键盘输入电动机转速的设定值，在电动机转速的可控范围内控制电动机转速，使电动机的实际转速值等于设定值，并在液晶显示屏(LCD)上同时显示设定值与实际转速值，便于比较。
最后对实验数据进行了分析。
关键词：直流电动机，PWM，液晶显示屏(LCD)，转速测量Abstract: Speed is an important physical quantity in the operation of the DC-motor. How to measure the speed of DC-motor exactly, rapidly and conveniently is highly significant. The design expatiates on the advantages of SCM in the DC-motor speed modification system. The algorithm about the measurement and the control of the DC-motor, as well as the software and hardware methods to realize the requirement based on the STC89C51 experiment development platform is introduced. In this design, the PWM manner , while the Hall device is utilized to measure the speed of the motor. The numerical value will have a real-time display on the LCD screen. In addition, the setting value of the speed can be inputted through the 3×3 matrix keyboard. It can control the speed of the DC-motor in its controllable bounds, which makes the actual speed value equal to the setting value. The LCD screen will display the setting value and the actual speed value simultaneously that is convenient for the comparison between the two values. In conclusion, the data got from the experiment have been analyzed.Keywords: DC-motor, PWM, LCD, speed measurement1 引言1.1 课题的研究意义直流电机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。
基于AT89C51控制的直流电动机双环调速系统
基于AT89C51控制的直流电动机双环调速系统
0 引言
进入20 世纪80 年代后，因为微电子技术的快速发展，电路的集成度越来越高，对运动控制系统产生了很重要的影响，运动控制系统的控制方式迅速向微机控制方向发展，并由硬件控制转向软件控制，智能化的软件控制将成为运动控制系统的一个发展趋势。
运动系统控制器的实现方式在数字控制中也在向硬件方式发展。
在软件方式中也是从运动系统的外环向内环，进而向接近电动机环路的更深层发展。
目前，运动系统的数字控制大都是采用硬件与软件相结合的控制方式，其中软件控制方式一般是利用微机实现的。
本文介绍了采用
AT89C51 作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节实现的全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统。
1 微机控制电动机双闭环调速系统原理框图
采用AT89C51 作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节都实现全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统结构原理框图如图1 所示，其内环是电流反馈及控制环，外环是电动机转速反馈及控制环，内环和外环的调节都是由AT89C51 单片微机软件完成数字PI 控制律的运算。
由图1 可知系统中设置的转速和电流两个调节器，为了获得良好的静、动态性能，两个调节器都采用PI 调节器。
这种双闭环调节器结构能恰当发挥电流截止负反馈和转速负反馈的作用。
再加上微机控制系统能采用高分辨率的数字触发器和高精度数字测速装置，可以更好地满足高性能工业传动的要求。
2 调速系统的硬件组成。
AT89C51单片机在直流电机闭环调速系统中的应用_韩志荣
第25卷 第1期2002年3月 华 东 地 质 学 院 学 报JO U RNA L OF EAST CHI NA G EO LOGI CA L IN ST IT UT E Vol .25 No .1M ar .2002收稿日期:2001-04-17作者简介:韩志荣(1977—),男,助教,研究方向为电子信息处理技术。
A T89C51单片机在直流电机闭环调速系统中的应用韩志荣, 黄乡生, 李跃忠(华东地质学院信息工程系, 江西抚州 344000)摘 要:推出一种以89C51单片机为核心的PWM 直流电机的调速系统。
该系统包括速度给定、速度显示、速度测量、速度控制。
关键词:PW M ;89C51;单片机;闭环控制系统;转速测量中图分类号:TP301.1 文献标识码:A 文章编号:1000-2251(2002)01-070-05 由硬件电路实现的直流电机PWM 调速系统,电路复杂,调整困难,可靠性不高,缺乏控制的灵活性。
借助单片微型计算机为核心的调速系统能够很好地解决这些问题。
本系统就是以AT89C51为核心所组成的闭环控制系统,能够实现速度预置,速度显示,并且能够对转速进行精确的测量。
测速是将固定在主轴上的光电编码盘产生的脉冲送外部中断,通过计数器进行计数,从而算出转速。
将这个转速与预置转速进行比较,得出差值。
89C51通过对这个差值进行PID 运算,得出控制增量,在P 0口送出控制系数,改变脉宽占空比,从而改变加在电机两端的有效电压,最终达到控制转速的目的。
1 系统硬件组成原理调速系统的硬件电路方框图如图1。
本系统核心为89C51,包括测速电路、速度设置和显示电路、PWM 波形发生电路以及PWM 功放电路。
图1 硬件组成原理Fig .1 The principle of hardware1.1 测速电路固定在直流电机主轴上的光电编码盘产生周期脉冲,经过脉冲整形电路后输入89C51的外部中断IN T1和IN T0。
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文章编号:1001-3571(2008)02-0057-02
89C51单片机在直流电动机调速系统中的应用
宋庆环,才卫国,高 志
(唐山学院,河北唐山 063020)
摘要:介绍了89C51单片机在直流电动机转速控制系统中的应用、实现方法以及硬件结构等。
直流电动机转速控制系统采用了霍尔元器件测量电动机的转速,用89C51单片机对直流电动机的转速进行了控制,用DAC0832芯片实现了输出模拟电压值来控制直流电动机的转速。
关键词:89C51单片机;直流电机;转速控制;硬件设计;软件设计;工作原理中图分类号:TP273 文献标识码:A 收稿日期:2008-01-12
作者简介:宋庆环(1962-),女,河北省涞水县人,副教授,硕士,现就职于唐山学院,主要从事机械加工、数控机床技术及应用等理论和实践的教学与科研工作。
联系电话:(0315)3107955,E -mail:sqh114@1261com 。
由于直流电动机具有良好的起动、制动性能,适宜在大范围内平滑调速,因此在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。
而且,从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,由运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
随着单片机技术的日新月异,使许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,不但为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,而且使系统能达到了更高的性能,从而大大节约了人力资源,降低了系统成本,有效地提高了工作效率。
1 转速的测量原理
转速是工程上一个常用的参数,旋转体的转速常以每分钟的转数来表示,其单位为r/m in 。
转速的测量方法很多,由于转速是以单位时间内的转数来衡量的,因此采用霍尔元器件测量转速是较为常用的一种测量方法。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片,设其长为l 、宽为b 、厚度为d 。
若在垂直于薄片平面方向(即沿厚度d 的方向)施加外磁场,在沿长为l 的方向的两个端面加以外电场,则其内部会有一定的电流经过。
由于电子在磁场中运动,所以将受到一个洛仑兹力,其大小为:
F l =q VB ,
式中:F l 为洛仑兹力;q 为载流子电荷;V 为载流子运动速度;B 为磁感应强度。
由于受洛仑兹力,电子的运动轨迹将发生偏移,在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩,形成霍尔电场。
在霍尔元器件两个侧面间形成的电位差称为霍尔电压,其大小为:
U H =R H I B /d,
式中:R H 为霍尔常数;I 为控制电流。
设K H =R H /d ,则
U H =K H I B ,
式中:K H 称为霍尔器件的灵敏系数,它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。
应注意,当电磁感应强度B 反向时,霍尔电动势也反向。
若控制电流保持不变,则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化。
根据这一原理,可以将一块永久磁钢固定在电动机转轴上转盘的边沿,转盘随被测轴旋转,磁钢也将跟着同步旋转,在转盘附近安装一个霍尔元件,转盘随轴旋转时,霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响,故可输出脉冲信号,其频率和转速成正比,测出霍尔元件输出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
2 直流电动机转速控制系统硬件设计
通过自制5V 电源(图1)来确保工作电压正常,由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号,送至89C51单片机的计数器T1;由T1测出电动机的实际转速,并与设定值比较形成偏差;根据比较结果,使DAC0832输出的控制电压增大或减小;功放电路将DAC0832输出的模拟电压转换成具有一定输出功率的电动机控制电压。
其控制原理如图2所示。
7
5第2期2008年4月 选 煤 技 术COAL PREP ARATI O N TECHNOLOGY
No 12
Ap r 12008
图1
系统供电电源电路图
图2 直流电动机转速控制系统原理图
3 直流电动机转速控制系统软件设计
控制系统程序的功能是用89C51单片机的T0、
T1测出电动机的实际转速,并与给定值进行比较,根据比较结果,使DAC0832芯片的输出控制电压增大或减小。
30H 单元存放实际转速与设定值是否相等的标志,“1”表示相等,“0”表示不相等;40H 单元存放送入DAC0832芯片的数字控制电压;7FFFH 为DAC0832地址。
系统流程图如图3所示。
4 直流电动机转速控制系统的工作原理
直流电动机的转速与施加于电动机两端的电压大小有关。
本系统用DAC0832控制输出到直流电动机的电压的方法来控制电动机的转速。
当电动机转速小于设定值时,DAC0832芯片的输出电压增大;当大于设定值时,则DAC0832芯片输出电压减小,从而使电动机以设定的速度恒速旋转。
我们采用比例调节器算法,控制规律为:
Y =K P e (t )+K I ∫
e (t )d t,
式中:Y 为比例调节器输出;K P 为比例系数;K I 为积分系数;e (t )为调节器的输入,一般为偏差值。
系统采用了比例积分调节器,简称P I 调节器,
使系统在扰动的作用下,通过P I 调节器的调节作
用使电动机的转速达到静态无差,从而实现了静态无差。
无静差调速系统中,比例积分调节器的比例部分使动态响应比较快(无滞后),积分部分使系统消除静差。
图3 直流电动机转速控制系统流程图
5 结论
本系统用单片机构成电动机转速的控制系统,
采用比例积分调节器算法,不但效率高,而且电路简单,在实践中得到了比较广泛的应用。
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5第2期 选 煤 技 术 2008年4月25日。