摘要：推出一種使用單片機(jī)的PWM直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中效果良好。

　　采用硬件電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)已在實(shí)踐中應(yīng)用多年，其硬件組成復(fù)雜，調(diào)整困難，缺乏控制的靈活性。本文介紹的直流電機(jī)PWM閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使用低價(jià)位的單片微機(jī)89C2051為，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并可進(jìn)行數(shù)字顯示和速度預(yù)置，方便了使用。電機(jī)調(diào)速采用脈寬調(diào)制方式，與晶閘管調(diào)速相比技術(shù)先進(jìn)，可減少對(duì)電源的污染。本系統(tǒng)已用于健身跑步機(jī)調(diào)速，工作可靠，使用效果良好。圖1是本系統(tǒng)的線路圖，主要有PWM信號(hào)發(fā)生、閉環(huán)調(diào)速微機(jī)控制、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等幾部分組成。

1、 PWM 信號(hào)發(fā)生電路

　　PWM波可由具有PWM輸出的單片機(jī)(如80C198等)通過(guò)編程產(chǎn)生，也可采用PWM專用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。PWM波的頻率太高時(shí)，對(duì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率管要求太高，太低時(shí)產(chǎn)生電磁噪聲較大。實(shí)踐應(yīng)用中PWM波的頻率在18kHz左右效果。經(jīng)綜合分析，本系統(tǒng)采用兩片4位數(shù)值比較器4585和一片12位串行計(jì)數(shù)器4040組成了PWM信號(hào)發(fā)生電路。兩片比較器U3、U2的A組接4040計(jì)數(shù)輸出Q2～Q9端，B組接單片微機(jī)的P1端口。改變P1端口的輸出值，可使PWM信號(hào)的占空比產(chǎn)生變化，進(jìn)行調(diào)速控制。計(jì)數(shù)器4040的計(jì)數(shù)輸入端CLK接單片機(jī)2051晶振的振蕩輸出XTAL2。晶振選用18MHz時(shí)，經(jīng)QO～Q2的8分頻，Q2～Q9的256分頻，產(chǎn)生的PWM波形的頻率為17．6kHz，適合光耦及功率開(kāi)關(guān)管的合理工作范圍。

　　計(jì)數(shù)器4040每來(lái)8個(gè)脈沖，其輸出Q2～Q9加1，當(dāng)計(jì)數(shù)值小于或等于單片機(jī)P1端口輸出值X時(shí)，U2的(A>B)輸出端保持為低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于X時(shí)U2的(A>B)輸出端為高電平。隨著計(jì)數(shù)值的增加，Q2～Q9由全“1”變?yōu)槿癘”時(shí)，(A>B)輸出端又變?yōu)榈碗娖剑@樣，在U2的(A>B)端得到PWM的信號(hào)，其占空比為(255-X/255)×100％，改變X值可改變PWM信號(hào)的占空比，進(jìn)行直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。使用此方法單片機(jī)只需根據(jù)調(diào)整量輸出X值，PWM信號(hào)由三片通用數(shù)字電路生成，使軟件大大簡(jiǎn)化，有利于單片機(jī)系統(tǒng)正常工作。由于單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)P1端口輸出全“1”，使用4585的B組與P1端口相連，升速時(shí)PO端口輸出X按一定規(guī)律減少，降速時(shí)按一定規(guī)律增大。

SP430單片機(jī)簡(jiǎn)介

　　RMSP430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器（TI）1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗。具有精簡(jiǎn)指令集（ISC）的混合信號(hào)處理器（Mixed Signal Processor）。稱之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片”解決方案。該系列單片機(jī)多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。