基于PWM的电机调速系统设计

...wd......wd......wd...基于PWM的电机调速系统实验目的：1.学会并掌握可keil软件的使用；2.学会并掌握protues软件的使用；3.通过实验稳固单片机相关知识和检验自身动手能力实验要求：掌握单片机相关知识，利用调PWM占空比的方式来控制直流电机的转速，并且在led数码管上显示转速。实验设备和仪器：1.89c51单片机最小系统2.直流电机3.示波器实验内容：本次实验设计是由小组五个成员共同完成基于PWM的电机调速系统并完成实物搭建和撰写实验报告。本次实验小组共提供了两个方案，方案一和方案二，两个方案各自具有优缺点，详细内容会在下面给出。方案一实验步骤：1.利用protues画电路图，电路图如图1所示：图1：方案一电路图2.根据电路图编写C语言代码：代码如下：#include<reg51.h>sbitPWM=P2^7;sbitCS3=P2^3;sbitCS2=P2^2;sbitCS1=P2^1;sbitCS0=P2^0;sbitkey1=P1^0;sbitkey2=P1^1;sbitkey3=P1^2;sbitkey4=P1^3;unsignedchartimer1;unsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};voidTime1Config();voidmain(void){ Time1Config(); while(1) { if(timer1>100)//PWM周期为100*0.5ms { timer1=0; } if(~key1) { if(timer1<30) //改变30这个值可以改变直流电机的速度 { PWM=1; } else { PWM=0; }CS0=0;CS1=0;CS2=1;CS3=0;P0=tab[3];P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=0;CS3=1;P0=tab[0];P0=0xff; } elseif(~key2) {if(timer1<50) { PWM=1; } else { PWM=0; }CS0=0;CS1=0;CS2=1;CS3=0;P0=tab[5];P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=0;CS3=1;P0=tab[0];P0=0xff; } elseif(~key3) {if(timer1<80) { PWM=1; } else { PWM=0; }CS0=0;CS1=0;CS2=1;CS3=0;P0=tab[8];P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=0;CS3=1;P0=tab[0];P0=0xff; } elseif(~key4) {if(timer1<100) { PWM=1; } else { PWM=0; }CS0=0;CS1=1;CS2=0;CS3=0;P0=tab[1];P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=1;CS3=0;P0=tab[0];P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=0;CS3=1;P0=tab[0];P0=0xff; } }}voidTime1Config(){ TMOD|=0x10;//设置定时计数器工作方式1为定时器 //--定时器赋初始值，12MHZ下定时0.5ms--// TH1=0xFE; TL1=0x0C; ET1=1; //开启定时器1中断 EA=1; TR1=1; //开启定时器 }voidTime1(void)interrupt3//3为定时器1的中断号{ TH1=0xFE;//重新赋初值 TL1=0x0C; timer1++;}3.实验仿真，局部仿真结果如图2图3所示：图2：仿真结果图〔1〕图3：仿真结果图〔2〕4.实物验证结果如图4所示：图4：方案一实物验证结果实物验证可以明显感觉到电机转速的变化，由于每个开发板不同，相比仿真程序，对实物验证程序进展了略微的修改，最终能到达要求。方案二实验步骤：1.利用protues画电路图，电路图如图5所示：图5：方案二protues电路图2.编写C语言程序代码：代码如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitkey1=P3^1;sbitCLOCK=P2^4;sbitST=P2^5;sbitEOC=P2^6;sbitOE=P2^7;sbitPWM=P3^7;uinttemp,temp1;sbitCS3=P2^3;sbitCS2=P2^2;sbitCS1=P2^1;sbitCS0=P2^0;uchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};ucharstart;voiddelayms(uintms){ucharj;while(ms--){for(j=0;j<120;j++);}}voiddelay(uintzz);voidmain(){ P3=0;P0=0xff; TMOD=0x02; TH0=0x01; TL0=0X00; IE=0x82; TR0=1; start=0; while(1) { start=1; while(start) { ST=0;ST=1;ST=0; //启动ADC0809 while(!EOC); //查询EOC是否为1； OE=1; temp=P1; //读取A/D转化的结果 OE=0;temp1=temp/2.38;CS0=0;CS1=1;CS2=0;CS3=0;P0=tab[temp1/100];delayms(1);P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=1;CS3=0;P0=tab[temp1%100/10];delayms(1);P0=0xff;CS0=0;CS1=0;CS2=0;CS3=1;P0=tab[temp1%10];delayms(1);P0=0xff; PWM=1; //PWM输出高电平 delay(temp); //正脉冲宽度 PWM=0; //PWM输出低电平 delay(255-temp); //低脉冲宽度 } }}voidclockwave()interrupt1{ CLOCK=!CLOCK; TH0=0x01; TL0=0X00;}voiddelay(uintzz){ uintx,y; for(x=zz;x>0;x--) for(y=50;y>0;y--);}3.实验仿真，局部仿真结果如图6所示：图6：方案二仿真结果4.实物结果如图7所示：图7：方案二实物结果实验总结：本次实验提供了方案一和方案二两个方案，方案一是通过不同按键设定不同的PWM占空比从而实现对电机调速，其优点是可以设定我们自己需要的转速从而实现相对准确的调速；缺点便是只能调到设定的转速，如需调制其它速度，需要对软件代码进展改写，相对而言比较繁琐。方案二是通过滑动变阻器改变电压值从而改变PWM占空比实现电机调速，其优点是可以直接从硬件调速，快速方便；缺点就是利用滑动变阻器难以准确控制PWM占空比从而准确控制转速。方案一和方案二各有优缺点，可以对自己的需求进展选择。心得体会：通过本次的实验，小组成员都发现自己的知识面还是非常的狭窄，缺少的东西也有很多，在网上查找一些相关的资料以及在图书馆借阅了几本关于单片机方面的书籍，慢慢的懂了一些关于编程和仿真方面的问题。通过这次实验，成员们都发现各自还是存在一些问题。这些不经意的东西虽