智能小车单片机控制直流电机方案与设计.pdf

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1、第36卷第4期·学术湖南农机2O09年7月VoI．36No．4HUNANAGRICUrUPALMACIJuIv．2O09智能小车单片机控制直流电机方案与设计苏神保，唐松文，黄会雄(湖南商务职业技术学院，湖南长沙410205)摘要：控制电机运动，例如转向、速度、角度的控制，是单片机在机电控制中的一个典型应用。本设计以AT89C52单片机为核心，以4×4矩阵键盘做为输入达到控制直流电机的启停、速度和方向。在设计中，采用了PWM控制技术对电机进行过程控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。关键词：单片

2、机；直流电机；PWM控制技术；方案与设计中图分类号：rP360文献标识码：A文章编号：1007—8320(2009)04—0024—03SchemeanddesignsoftheintelligencehandcartmonolithicmachinecontrolscontinuouscurrentdynamoSUShen-bao，TANGSong-wen，HUANGHui-xiong(HunanVocationalCollegeofCommerce，Changsha，Hunan410205，Ch

3、ina)Abstract：Controlelectricmotormotion，forexamplevergence，speed，theanglecontrolling，bethatthemono—lithicmachineappliestoelectromechanicalamodelincontrolling．Originally，designthatthemonolithicmachineiscorewithAT89C52，composewith4x4matrixkeyboardstobesp

4、eedanddirectionimportopeningreachingtheelectricmotorcontrollingdirect-curentstaying．Be~rethePWMtechnologyhavingdesignedmiddle，havingadoptedcontroltoelectricmotorgoalong，byachievingaccuratetuneisfastpurposetothecalculationtakinguptheemptyspaceratio．Keyw

5、ords：monolithicmachine：continuouscurrentdynamo；PWMcontroltechnique；schemeanddesign子的饱和截止模式下，效率非常高：H型电路保证了可1设计方案比较与分析以简单地实现转速和方向的控制：电子开关的速度很1．1电机调速控制模块快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM调速技术。方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范围的分压．从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实广、过载能力大，因此本设

6、计采用方案三。现有级调速．而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更1．2PWM调速工作方式主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很方案一：双极性工作制。双极性工作制是在一个大：分压不仅会降低效率，而且实现很困难。脉冲周期内，单片机两控制El各输出一个控制信号，方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控两信号高低电平相反，两信号的高电平时差决定电动制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方机的转向和转速。案的优点是电路较为简单。缺点是继电器的响应时间方案二：单极性工作制。单极性工作制是单片机慢、机械结

7、构易损坏、寿命较短、可靠性不高。控制口一端置低电平，另一端输出PWM信号，两口的方案三：采用由达林顿管组成的H型PWM电路。输出切换和对PWM的占空比调节决定电动机的转向用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开和转速。关状态．精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管由于单极性工作制电压波开中的交流成分比双极性工作制的小．其电流的最大波动也比双极性工作收稿日期：2009—04—21作者简介：苏神保，主要研究方向：电子应用。制的小．所以我们采用了单极性工作制。第36卷第4期苏神保，等：智能小车单片机

8、控制直流电机方案与设计251．3PWM调脉宽方式PWM电路由4个大功率晶体管组成H型桥式电调脉宽的方式有3种：定频调宽、定宽调频和调路构成．四部分晶体管以对角组合分为两组：根据两宽调频。我们采用了定频调宽方式，因为采用这种方个输入端的高低电平决定晶体管的导通和截止。4个式，电动机在运转时比较稳定；并且在采用单片机产二极管在电路中起防止晶体管产生反向电压的保护生PWM脉冲的软件实现上比较方便。作用。4个电感在电路中是起防止电动机两端的电流1．4PWM软件实现方式和晶体管