51单片机实战指南-直流电机控制器设计

直流电机控制器设计51单片机实战指南本章内容：直流电机及控制技术1项目实战214.1直流电机及控制技术14.1.1直流电机的基本结构图14-1直流电机外形图与内部结构14.1直流电机及控制技术14.1.2直流电机的工作原理图14-2直流电机电路模型主要技术参数：(1)转矩T：电机得以旋转的力矩。(2)启动转矩Tn：电机启动时所产生的旋转力矩。(3)转速n：电机旋转的速度。(4)额定功率Pn：在额定电流和电压下电机带负载能力。(5)额定电压Ue：长期运行的最高电压。(6)额定电流Ie：长期运行的最大电流。(7)励磁电流If：对于使用励磁线圈产生磁场的直流电机，施加到电极线圈上的电流。14.1.3直流电机PWM调速原理直流电机脉冲宽度调制(PulseWidthModulated,PWM)调速属于调节电枢电压方法，利用开关器件的导通与关断，将恒定的直流电压调制成频率一定，宽度可变的直流脉冲序列，再通过调节脉冲序列的占空比来改变平均输出电压的大小，从而控制电机的转速，实现系统的平滑调速。施加在电枢两端的脉动电压如图14-3所示，定义占空比为D=t/T，在T不变的情况下，改变t的宽度，即改变占空比时，平均输出电压将发生变化。14.1.3直流电机PWM调速原理

图14-3PWM调速脉冲模型14.1.3直流电机PWM调速原理

图14-3PWM调速脉冲模型14.1.4驱动芯片L9110S

图14-4驱动芯片L9110S引脚图L9110S是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件。芯片具有两个输出端，每通道能通过800mA的持续电流，典型峰值电流达1.5A；可驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管。14.1.4驱动芯片L9110S

L9110S引脚及功能表14.2项目实战

14.2.1项目要求利用单片机通过编程实现直流电机的正转、反转、加速、减速和停止，按正转键，直流电机正转，按反转键，直流电机反转，并用数码管显示占空比和正转和反转状态，数码管最高位1表示正转，0表示反转，数码管低2位显示占空比；按停止键，电机停下；按加速键或减速键，改变PWM脉冲的占空比，实现直流电机调速。14.2项目实战

14.2.2原理图分析实验板上共使用了两块L9110S驱动芯片，其中U2芯片用来驱动直流电机，其硬件连接如图14-5所示。L9110S的两路OA和OB分别通过插口P1的A+和A-和直流电机的正反转端连接。驱动芯片的两路输入MC0和MC1分别与单片机的P4.0、P4.1相连。图14-5电路原理图14.2项目实战

数码管动态显示电路见本书第6章，按键采用的是矩阵式键盘，接口电路见本书第7章。按键功能如下。key.c和key.h文件见之前章节。14.2.2软件设计

主程序main.c单片机复位后，电机处于停止状态，定时器T1配置为1ms定时，在T1的中断服务程序中，扫描按键状态变化，通过按键动作改变电机的不同运行状态。ConfigPWM(unsignedintfr,unsignedchardc)函数用于配置定时器0，并计算一个PWM周期的计数值PeriodCnt，这个值只需要计算一次，而且在整个程序中是不变的，因为PWM不改变周期，只改变占空比。这个函数在第6章已经出现出现过，务必请大家掌握。AdjustDutyCycle(unsignedchardc)函数是调节占空比用的，利用由于加速和减速按键导致的占空比索引值index的增加和减小，查占空比表格dutyTab，将查到的占空