用51單片機控制直流電機
系統(tǒng)主函數(shù)流程如圖三:
①PWM脈寬控制:本設計中采用軟件延時方式對脈沖寬度進行控制,延時程序函數(shù)如下:
void delay(unsigned char dlylevel){
int i=50*dlylevel;
while(--i);}
此函數(shù)為帶參數(shù)DLYLEVEL,約產(chǎn)生DLYLEVEL*400us的延時,因此一個脈沖周期可以由高電平持續(xù)時間系數(shù)hlt和低電平持續(xù)時間系數(shù)llt組成,本設計中采用的脈沖頻率為25Hz,可得hlt+llt=100,占空比為hlt/(hlt+llt),因此要實現(xiàn)定頻調寬的調速方式,只需通過程序改變全局變量hlt,llt的值,該子程序流程圖如圖四。
②鍵盤中斷處理子程序:采用中斷方式,按下鍵,單片機P3.2腳產(chǎn)生一負跳沿,響應該中斷處理程序,完成延時去抖動、鍵碼識別、按鍵功能執(zhí)行。
調速檔、持續(xù)加/減速:調速檔通過(0-6)共七檔固定占空比,即相應檔位相應改變hlt,llt的值,以實現(xiàn)調速檔位的實現(xiàn)。而要實現(xiàn)按住加/減速鍵不放時恒加或恒減速直到放開停止,就需在判斷是否松開該按鍵時,每進行一次增加/減少1%占空比(即hlt++/--;llt--/++),其程序流程圖如圖五。
③顯示子程序:利用數(shù)組方式定義顯示緩存區(qū),緩存區(qū)有8位,分別存放各個LED管要顯示的值。顯示子程序為一帶參子程序,參數(shù)為顯示緩存的數(shù)組名,通過for(i=0;i8;i++)方式對每位加上位選碼,送到P0口并進行一兩毫秒延時。
該顯示子程序只對各個LED管分別點亮一次,因此在運行過程中,每秒執(zhí)行的次數(shù)不應低于每秒24次。
④定時中斷處理程序:采用定時方式1,因為單片機使用12M晶振,可產(chǎn)生最高約為65.5ms的延時。對定時器置初值3CB0H可定時50ms,即系統(tǒng)時鐘精度可達0.05s。當50ms定時時間到,定時器溢出則響應該定時中斷處理程序,完成對定時器的再次賦值,并對全局變量time加1,這樣,通過變量time可計算出系統(tǒng)的運行時間。
對于一個數(shù)的顯示,先應轉成BCD碼,即取出每一個位,分別送入顯示緩存區(qū),對于轉BCD的算法,應對一個數(shù)循環(huán)除10取模,直至為0,程序如下:
do{dispbuff[bcd_p]=bechange%10;//dispbuff為顯示緩沖區(qū)數(shù)組
bcd_p++;}while(bechange/=10) //disp_p為數(shù)組指針
軟件設計中的特點:
1、對于電機的啟停,在PWM控制上使用漸變的脈寬調整,即開啟后由停止勻加速到默認速度,停止則由于當前速度逐漸降至零。這樣有利于保護電機,如電機運用于小車上,在啟動上采用此方式也可加大啟動速度,防止打滑。
2、對于運行時間的計算、顯示。配合傳感器技術可用于計算距離,速度等重要的運行數(shù)據(jù)。
3、鍵盤處理上采用中斷方式,不必使程序對鍵盤反復掃描,提高了程序的效率。
三、測試結果與分析:
結束語
本設計在硬件上采用了基于PWM技術的H型橋式驅動電路,解決了電機馬驅動的效率問題,在軟件上也采用較為合理的系統(tǒng)結構及算法,提高了單片機的使用效率,且具有一定的防飛能力。但該設計也有不足之處,主要是在關于速度的反饋上,無法提供較為直觀的速度表示方式,因此,有必要引入傳感器技術對速度進行反饋,以rpm或rps表達當前的轉速進行顯示。
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