基于51單片機的直流電機轉速測控系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制(PUlse Width Modulation)原理是：脈沖寬度調(diào)制波由一列占空比不同的矩形脈沖構成，其占空比與信號的瞬時采樣值成比例。該系統(tǒng)由一個比較器和一個周期為Ts的鋸齒波發(fā)生器組成。脈沖信號如果大于鋸齒波信號，比較器輸出正常數(shù)A，否則輸出0。圖3所示為脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制原理和波形圖。

設樣本τk為均勻脈沖信號，它的第k個矩形脈沖可以表示為：

其中，x{t}是離散化信號；Ts是采樣周期，τ0是未調(diào)制寬度，m是調(diào)制指數(shù)?，F(xiàn)假設脈沖幅度為A，中心在t=kTs處，τK在相鄰脈沖間變化緩慢，那么，其Xp(t)可表示為：

其中，，ωs為電機角速度，結合式(2)可見，脈沖寬度信號可由信號x(t)加上一個直流成分以及相位調(diào)制波構成。當τ0Ts時，相位調(diào)制部分所引起的信號交迭可以忽略。因此，脈沖寬度調(diào)制波可以直接通過低通濾波器進行解調(diào)。C8051單片機有2個12位的電壓方式DAC，每個DAC的輸出擺幅為0 V～VREF，對應的輸入碼范圍是0x000～0xFFF。通過交叉開關配置可將CEX0～CEX4配置到P2端口，這樣，改變PWM的占空比就可以調(diào)整電機速度。