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单片机PWM+红外对管控制直流电机设计

时间:2020-02-28 18:16来源:市场观察
设计中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。另外本

  设计中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。另外本系统中使用了红外对管对直流电机的转速进行测量,经过整形电路后将测量值送到单片机,并且最终作为反馈值输入到单片机进行PID运算从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面,文章中详细介绍了PID运算程序初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。

  1 单片机最小系统:单片机最小系统由51单片机,晶振电路,复位电路,电源组成。大家都比较熟悉,这里不再赘述。

  2 四位数码管显示:在应用系统中,设计要求不同,使用的LED显示器的位数也不同,因此就生产了位数,尺寸,型号不同的LED显示器供选择,在本设计中,选择4位一体的数码型LED显示器,电机控制原理图简称“4-LED”。本系统中前三位显示电压的整数位,最后一位显示转速的小数位。4-LED显示器引脚如图2所示,是一个共阴极接法的4位LED数码显示管,其中a,b,c,e,f,g为4位LED各段的公共输出端,1、电机控制原理图2、3、4分别是每一位的位数选端,dp是小数点引出端,4位一体LED数码显示管的内部结构是由4个单独的LED组成,每个LED的段输出引脚在内部都并联后,引出到器件的外部。

  3 电机驱动电路:电机驱动电中是采用ULN2003来驱动。ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点:ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据,输入5VTTL电平,输出可达500mA/50V。ULN2003的引脚图,其中IN1~IN7为输入控制端;OUT1~OUT7为输出端;8脚为芯片的接地端;9脚为公共端,该脚是内部7个续流二极管负极的公共端,各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时,该脚接负载电源正极,实现续流作用。如果该脚接地,实际上就是达林顿管的集电极对地接通。

  当P1.0中为高电平时,其内部三极管导通,使电机转动。当P1.0为低电平时,内部三极管截止,电路断开,电机停止转动。所以在程序中可以利用P1.0口输出PWM波来控制电机的转速。

  4 红外测速电路:发射管工作时发出红外线,当接收管收到红外信号时,其电阻变小(本设计相当于从无穷大变到1k左右)。利用其电阻变化,改变接收管分压情况。挡片是利用圆盘上剪四个孔,当挡片随电机转动时,接收管两端电平发生变化,产生脉冲。

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