基于51單片機定時器的直流電機PWM調速設計

陳靈方,秦翠蘭,王立強,張 鵬

(新疆理工學院,新疆 阿克蘇 843100)

運用PWM原理進行調速是直流電機調速的主要方式之一。現代汽車中大量采用了電氣設備,如自動雨刷、自動燈光、自動落鎖、電子駐車等機構,為了使車輛部件機構達到更好的人機工程學和性能要求,這些電子設備大多含有可進行直流調速的驅動器件[1]。電動汽車兩擋變速器中,換擋過程采用直流電機作為換擋動作驅動器,在變速器的換擋性能試驗中通過改變換擋電機轉速來實現不同工況下換擋過程的品質優化,而換擋電機的轉速調節采用PWM直流調速。本研究基于89C52RC單片機的定時器功能來實現直流電機的調速系統設計。

在圖1a中,如果將開關S按照周期T進行反復閉合與斷開,每次閉合時間為ton,電機兩端的電壓也將呈現周期性變化,如圖1b所示。

圖1 PWM電壓等效原理Fig.1 PWM voltage equivalence principle

此時電機兩端的等效電壓為:

通過上式可以看出,PWM直流電機調速實質是變電壓調速,通過控制時間ton即可實現電動機兩端的等效電壓調整,從而實現電動機調速[2]。

1 基于單片機控制系統的設計

1.1 系統硬件的設計

系統采用89C52RC單片機作為主控芯片,選用ULN2003達林頓管驅動芯片直接驅動直流電機,硬件電路原理如圖2所示。

圖2 電路原理Fig.2 Circuitry principle

電路中,鍵KEY1為加速按鍵,鍵KEY2為減速按鍵,分別接在P3.0和P3.1端口,低電平有效。由P2.0產生PWM波形,經ULN2003驅動芯片后驅動直流電機運行。

1.2 控制系統程序流程的設計

基于51系列單片機的PWM脈寬調制有兩種方式實現[3]:一種是……