STC89C52单片机的数字直流调速系统设计+程序+电路图(3)
直流电机脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation-简称PWM)调速系统诞生于70年代中期。早期被应用在不可逆、小功率驱动的电机控制中，例如自动跟踪的天文望远镜以及自动记录仪表等 。最近几年来，由于晶体管器件的制造水平的提高及电子电路技术的发展，同时这个时期宽域调速永磁直流电动机的出现，这两者的完美结合使得PWM技术得以发展的越来越完善，并推动电气驱动技术达到了一个新的高度。
在国外，PWM最早应用在军工以及航空航天领域。它优越的性能可以满足许多高速、高精度随动跟踪系统的需求。近八、九年来，逐渐下放到民用工业的使用中，在机床行业、自动生产线及机器人等多个领域被广泛利用。
如今，电力电子技术、计算机控制技术以及电动机控制技术逐渐相互融合发展，激励着电动机控制技术更快的发展着。消费者对电动机驱动控制的产品要求随着市场的发展也变得愈来愈严格，市场希望它的可靠性和系统安全操作能保持一个高水准的同时也希望电机性能更强、噪声更低，并且同时还要求马达向变速发展，最主要还要能符合全球环保法规的严格环境标准要求。步入21世纪后，新的高性能的电力电子元器件还会出现，目前所有的种种元器件的性能参数还会被不断地进行提升改良。
1.4本文的目的和介绍
本次论文的目的是通过基对单片机的数字直流调速系统的设计，可以了解、熟悉有关单片机应用开发设计的过程；加深对单片机的工作原理的理解和应用，同时能掌握单片机与外围接口的连接方法与应用技巧；熟悉并能掌握单片机的软件编程和调试方法。具体来说，通过此次设计要达到如下目的，熟悉和掌握单片机的最小应用系统构成和系统的应用扩展；了解转速检测电路和电流检测的结构和工作原理，并掌握单片机与LED显示器的连接和编程方法；利用单片机接口扩展其它功能。
本文采用的是调压调速设计的数字直流调速系统。系统主电路的功率放大电路的结构将采用大功率晶体管开关器件、H桥电路来完成。PWM调制部份则是在相应的单片机开发平台上，用相关软件编程，通过相关的电子元器件来产生波宽可调的矩形波。为了达到调节电机速度的目的，可以通过调节波形的宽度来控制H桥电路中的晶体管通断时间。这样一来完善了系统的灵活度以及精确性，整个调速过程就会变得更为简洁。
STC89C52单片机作为本次论文的核心，通过键盘这一输入设备可以完成控制直流电动机的运行的多种需求，比如启停、速度和方向。在本次论文中，可以通过PWM技术对波形占空比的改变来精确地控制电机的运转。
本文介绍了直流电机的工作原理、PWM技术的控制原理和H桥电子电路基本原理。除此之外设计了硬件电路并且规划了软件编程的流程，然后使用PROTEUS软件对整个电路的各个分部以及整体电路进行了模拟运行，这样以来就能保证设计的电路可以使性能的指标要求得到满足，并能模拟出仿真的成果。
第二章 系统原理概述
2.1直流电机的工作原理
直流电动机可以将电能转化为机械能或是将机械能转化成电能。它可以完成电能和机械能相互间的转换。当它定义为电动机时可以把电能转换为机械能；定义为发电机时可以把机械能转化为电能。市场上通用的，以及我们经常接触的直流电动机的工作主要依靠恒定的转矩来实现旋转，而这个转矩则是由电磁力生成的。图2-1简易的描述了我们日常生活中所接触的直流电动机的模型图。在直流电动机中有固定的部分也有不固定的部分，固定部份叫做定子，包括磁铁和电刷。不固定的部分叫做转子，包括铁心和线圈。这两个部份相互之间存在一定的空间间隔。在电枢铁心上放置的电磁线圈，线圈的起始段和末尾端依次接在两个导电体上，这两个导电体通常选择铜片或者是铝片。这就是直流电动机结构中的换向片。这两片之间是不导电的，两片换向片就叫做换向器。电机轴上固定着两片换向片，换向片不能与转轴之间导电。电机上的电刷此时与换向片连接接触并且相互间导电，并且电刷不随换向片的转动而转动。当整个电机通电运转时，电枢旋转，电动机内部线圈与电机外部的电路之间相互导通，之间存在的电流能够保持电机的持续运转。而这两个电路的导通就是通过电刷来讲内部电路和外部电路相互连接导通。