51单片机控制直流电机调速电路

在自动化控制中，许多场合需要单片机控制直流电机进行变速，这里我们介绍一种低成本的简单实现方法。经实践证明，运行稳定可靠。
直流电机变速原理
通过电机学知识，我们可知，直流电机的转速为：
直流电机的变速主要有3种方式：
1.控制电枢电压改变电机的转速。
2.控制电机的励磁电流改变电机的转速。
3.在电枢回路中，串联电阻改变电机的转速。
使用单片机控制直流电机的变速。一般采用调节电枢电压的方式，如图1所示，单片机P36输出的为宽度可变的负脉冲，这样电机电枢上的电

压也为宽度可变的脉冲电压，根据公式：
U=aVCC
其中：U-电机电枢电压。
a-脉冲的占空比，范围在0～1之间。
Vcc-直流电源电压,这里为12V。

电机的电枢电压即受单片机输出脉宽控制，实现了利用脉冲宽度调制技术(PWM)进行直流电机的变速。
直流电机变速的实例及编程

图2为笔者设计的“电喷汽车喷油嘴清洗机”(一种保养汽车的设备)电路原理，根据需要，作业时可随时按下“压力+”、“压力-”键，控制直流电机M的转速，即改变了洗涤液输出的压力大小。

图3为PWM波的输出示意，为了叙述简单，我们把PWM波的周期定为1mS，占空比分10级可调(即每级级差为10％)，这样定时器TO每01mS(即100μ S)产生一次定时中断，每10次中断后进入下一个PWM波的周期。图3中的脉冲占空比为60％，即输出脉冲的时间为600 μ S，断开脉冲的时间为400 μ S，这样电机的电枢电压为12*60％=72V。

该变速程序配合A189S51单片机，产生的PWM波载频为1KHz，电机运行时有一些声响，适用于一些对噪音不十分讲究的场合。如将载频提升到10～15KHz以上时，则基本听不到噪音，由于AT89S51的运算速度有限，不可能实现这一目标。这时我们可考虑使用高速8位单片机，如：C8051F020、AVR单片机等，它们不仅运行速度快，而且在片内集成了控制电机专用的PWM部件，用来对直流电机进行变速控制将会得心应手。