基于AT89S52单片机的直流电机调速系统

摘 要：本文介绍一种基于AT89S52单片机控制的PWM直流电机脉宽调速系统，系统利用红外传感器测量直流电机的转速，采用PWM方式控制直流电机转速，采用C语言编程，实现对直流电机转速的调节。结果表明，该系统具有良好的工作性能，且性能稳定、价格低廉，具有很好的应用价值。

关键词：AT89S52单片机；直流电机；PWM 转速

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.131

电机在各行各业中起着重要作用，电机转速是电机的重要性能指标。传统直流电机调速系统采用模拟电子线路，控制回路硬件设备复杂、安装调试困难、故障率较高。随着电子技术的发展，直流电机调速技术进入一个新的阶段，利用单片机可以对直流电机进行准确的自动调节[1]。直流电机的调速可以采用改变电枢电压、改变磁通量的方法，改变磁通量的方法控制功率小、动态响应差，在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法[2]。

1 系统原理框图

系统原理框图如图1所示，系统主要包括单片机模块、PWM调速模块、键盘模块、测速模块、显示模块和电源模块。

2 系统硬件设计

（1）单片机模块。系统主控制器采用AT89S52单片机，外接12MHZ晶振，显示模块采用1602液晶显示。

（2）PWM调速模块。利用单片机的定时计数器外加软件延时方式来实现脉宽的调整[3]。在PWM驱动控制系统中，电机的转速是通过改变电枢电压的占空比来实现的[4]。本系统采用集成芯片L298及其外部辅助电路驱动电机，通过程序控制单片机P3.0、P3.1的输出信号来控制输出的PWM信号，由输出的PWM波来控制电机的转速及转向。

（3）测速模块。测量电机转速采用光电传感器，在电机转轴末梢安装两个带孔的卡片，电机转动一圈，发射二极管发出的光便通过卡片的孔达到接收二极管，产生一个脉冲信号，脉冲频率和电机转速成正比关系，计算1s 内输出的脉冲个数，结果的一半就是电机的转速，测速模块原理图如图2所示。

（4）键盘输入模块。系统键盘主要有四个功能键：确定、返回、上调、下调，采用八三译码器芯片74LS148，当单片机检测到E0端为低电平时，证明有按键按下，并把电平送至单片机的外界中断端，通过单片机I/O口P2.0、P2.1、P2.2口判断处理，并执行相应的按键处理程序。

（5）电源模块。系统所需要的电压为+5V，变压器220V/6V/8W把220V电压降为6V，再经过整流桥把交流电变为直流，最后经过芯片L7805稳压，把电压稳定在+5V，电源模块原理如图3所示。

3 软件设计

系统采用 C 语言编程，系统程序设计主要包括主程序和各个模块子程序，主程序设计流程图如图4所示。

4 系统测试

对系统进行测试，分别对电机设置不同档位，测试电机显示转速，与设定值比较，电机转速测试情况如表1所示：

由系统实验数据可以看出：误差和系统转速有关，转速越大，调速效果越好，误差越小；反之，转速越小，调速效果越不好，误差越大。式控制直流电机转动的速度、以及停止转动。

5 结论

本系统用单片机AT89S52作为主控制器，利用红外传感器对直流电机的转速进行测量，并用PWM调速方式控制转速，实现了对直流电机的调速，具有控制精度高、可靠性强和易调整等特点，且具有一定的实用价值。

参考文献：

[1]卢春华，姚海燕，张莉.基于单片机的直流电机调速系统设计[J].硅谷，2009（20）.

[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[3]张方.电机及拖动基础[M].北京：中国电力出版社，2008.

[4]茹占军，谢家兴.基于AT89S52单片机直流电机调速系统的设计[J].软件导刊，2010，08：106-107.

作者简介：彭代欣（1993-），女，四川宜宾人，本科，研究方向：电气工程及其自动化。