33. 直流电机驱动(PWM)
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33.1. 直流电机介绍
•直流电机是一种将电能转换为机械能的装置。一般的直流电机有两个电极,当电极正接时,电机正转,当电极反接时,电机反转
•直流电机主要由永磁体(定子)、线圈(转子)和换向器组成
•除直流电机外,常见的电机还有步进电机、舵机、无刷电机、空心杯电机等
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33.2. 电机驱动电路
- 直接驱动时马达只能正转,接二极管保护
- H桥驱动可以让马达正反转
- 马达为感性电路,通电瞬间感应电压较大,可能击穿二极管保护三极管
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33.3. PWM介绍
•PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制,在具有惯性的系统中,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量,常应用于电机控速、开关电源等领域
•PWM重要参数:
频率 = 1 / TS 占空比 = TON / TS 精度 = 占空比变化步距
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33.4. 产生PWM的方法
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如下图PWM的产生方法的图示,蓝色线表示计数器,定时器自增,例如0~100范围;
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红色线表示比较值,阈值,当蓝色线<60的时候,绿色(输出0),蓝色线>60,绿色输出1,蓝色增加到100后置0重新开始计数,自此实现PWM输出;
34. LED呼吸灯&直流电机调速
- 34.1. 用delay函数实现LED灯从灭到亮,再从亮到灭的呼吸灯效果
#include <REGX52.h>sbit LED=P2^0;
void Delay(unsigned int t) //定义一个us级的delay函数
{while(t--);
}void main()
{unsigned char Time,i;while(1){for(Time=0;Time<100;Time++) //LED从灭到亮{for(i=0;i<20;i++) //Time自增一次,保持循环20次{LED=0;Delay(Time);LED=1;Delay(100-Time);}}for(Time=100;Time>0;Time--) //LED从最亮到灭,实现呼吸效果{for(i=0;i<20;i++){LED=0;Delay(Time);LED=1;Delay(100-Time);}}}}
- 34.2. DC直流马达调速
- 需要数码管显示速度等级,开机默认0,马达不转,
- 按下S1马达低速转,数码管显示1,
- 再按下S1马达中速转动,数码管显示2,
- 再按下S1马达全速运转,数码管显示3,
- 再按下S1马达停转,数码管显示0;
- 马达接ULN2003输出口位置的5V和D1;
- 思路是用定时器产生100us的定时中断,每100us计数值加1,比较计数值与设定值,如果小于设定值,输出为0,大于设定值,输出1并继续计数到100后计数值清零
- STC-ISP中找到定时器计算器,重新计算并在模块程序中修改TL0=0x9c与TH0=0xff;
#include <REGX52.h>
#include "delay_xms.h"
#include "Four_Key.h"
#include "nixietube.h"
#include "Timer0.h"sbit Motor=P1^0;
unsigned char Counter,Compare;
unsigned char KeyNum,Speed;void main()
{Timer0_Init(); //timer0改为100uswhile(1){KeyNum=Four_Key();if(KeyNum==1){Speed++;Speed%=4; //自增到4置零,快速置0方法if(Speed==0){Compare=0;}if(Speed==1){Compare=5;} if(Speed==2){Compare=50;} if(Speed==3){Compare=100;} }NixieTube(1,Speed);}}void Timer0_Routine() interrupt 1
{TL0 = 0x9c; //设置定时初值TH0 = 0xff; //设置定时初值Counter++; //计数器自增Counter%=100; //COUNTER 100计数后置零,等同if counter>=100, counter=0if(Counter<Compare){Motor=1; }else{Motor=0;}
}
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Proteus中可以简单模拟调速,貌似0速停转做不到
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在Proteus中搜索 DC MOTOR
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插入到图中并接线如图,POWER给+5V
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双击插入的马达,我稍微修改了一下参数,感觉这样模拟效果好一些,默认电压12V,torque:50%
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开发板实测没问题,Proteus仿真如下;