通過51單片機實現(xiàn)直流電機調(diào)速

一、項目背景及目的

隨著各種工業(yè)生產(chǎn)設備和機械設備的廣泛使用，直流電機調(diào)速技術(shù)的研究和應用越來越受到人們的重視，具有廣泛的應用前景。本項目通過51單片機實現(xiàn)直流電機調(diào)速功能，為實際工程應用提供一個可靠和有效的調(diào)速方案。

二、設計思路

如果需要下載項目工程，可以去這里：
https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/category_10192120.html

（1）系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)對直流電機進行調(diào)速控制。通過改變輸出信號的占空比，實現(xiàn)對直流電機的轉(zhuǎn)速控制。系統(tǒng)中包括51單片機、直流電機、電路板以及控制程序。

（2）硬件設計

1. 電機：使用24V直流電機實現(xiàn)實際轉(zhuǎn)速控制。
2. 驅(qū)動電路：使用四個寄生二極管三相全橋驅(qū)動電路控制電機，使電機可以正反轉(zhuǎn)，并控制電機的速度。
3. 51單片機：使用STC89C52單片機，作為控制核心。單片機通過捕捉外部信號和計算控制電壓來實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制。同時還需通過編寫程序來控制電機的啟動、停止等操作。
4. 顯示器：使用1602LCD顯示屏，顯示轉(zhuǎn)速和其他操作信息。
5. 電源：使用24V直流電源作為系統(tǒng)的電源。

（3）軟件設計

1. 采用C語言編寫單片機程序進行控制。
2. 實現(xiàn)PWM技術(shù)控制直流電機的轉(zhuǎn)速。通過調(diào)整占空比來改變輸出電壓，從而達到控制直流電機轉(zhuǎn)速的目的。
3. 使用定時器模塊實現(xiàn)計數(shù)來測量電機的轉(zhuǎn)速，并通過顯示器實時顯示。
4. 設定按鍵和旋鈕控制，如啟動、停止電機等。

三、設計代碼

#include <reg52.h>

sbit MotorP = P1^0;      //定義電機正極口
sbit MotorN = P1^1;      //定義電機負極口
float V_motor = 0;       //定義電機控制電壓
unsigned int speed = 0;  //定義電機轉(zhuǎn)速

//初始化函數(shù)
void Init()
{
    //定時器計數(shù)器及工作模式設置
    TMOD |= 0x01;         //T0定時器模式1
    TH0 = 0xfc;           //定時計數(shù)最大值，控制PWM頻率
    TL0 = 0x00;           //初值為0
    TR0 = 1;              //啟動T0定時器

    //ADC設置
    ADC_CONTR = 0x84;     //啟動AD轉(zhuǎn)換器
}

//ADC采樣函數(shù)
float ADConvert()
{
    ADC_CONTR &= 0xEF;    //清除AD轉(zhuǎn)換結(jié)束標志位
    ADC_CONTR |= 0x40;    //啟動AD轉(zhuǎn)換
    while(!(ADC_CONTR & 0x10));  //等待轉(zhuǎn)換完成
    return ADC_RES;       //返回轉(zhuǎn)換結(jié)果
}

//計算電機控制電壓函數(shù)
void ControlMotor()
{
    unsigned int value = ADConvert();  //采集電位器輸出
    V_motor = (value / 1023.0) * 5;    //根據(jù)電壓分壓公式計算電機控制電壓
}

//控制電機函數(shù)
void DriveMotor()
{
    if(V_motor >= 2.5)       //當電位器輸出電壓大于2.5V時電機正轉(zhuǎn)，當小于2.5V時電機反轉(zhuǎn)
    {
        MotorP = 1;
        MotorN = 0;
    }
    else if(V_motor < 2.5)
    {
        MotorP = 0;
        MotorN = 1;
    }

    speed = 60 * 1000 / (3 * TH0 * 12);   //根據(jù)定時器計數(shù)值計算電機轉(zhuǎn)速
}

//顯示函數(shù)
void Display()
{
    //將電機轉(zhuǎn)速和狀態(tài)信息顯示在LCD顯示屏上
}

//主函數(shù)
void main()
{
    Init();       //初始化函數(shù)

    while(1)
    {
        ControlMotor();     //計算電機控制電壓
        DriveMotor();       //控制電機運行
        Display();          //顯示電機狀態(tài)
    }
}