摘要：推出一種使用單片機的PWM直流電機閉環(huán)調速系統(tǒng)。本系統(tǒng)結構簡單，價格低廉，在實際應用中效果良好。

　　采用硬件電路實現(xiàn)直流電機閉環(huán)調速系統(tǒng)已在實踐中應用多年，其硬件組成復雜，調整困難，缺乏控制的靈活性。本文介紹的直流電機PWM閉環(huán)調速系統(tǒng)，使用低價位的單片微機89C2051為，實現(xiàn)閉環(huán)控制，并可進行數(shù)字顯示和速度預置，方便了使用。電機調速采用脈寬調制方式，與晶閘管調速相比技術先進，可減少對電源的污染。本系統(tǒng)已用于健身跑步機調速，工作可靠，使用效果良好。圖1是本系統(tǒng)的線路圖，主要有PWM信號發(fā)生、閉環(huán)調速微機控制、直流電機驅動等幾部分組成。

1、 PWM 信號發(fā)生電路

　　PWM波可由具有PWM輸出的單片機(如80C198等)通過編程產生，也可采用PWM專用芯片來實現(xiàn)。PWM波的頻率太高時，對直流電機驅動的功率管要求太高，太低時產生電磁噪聲較大。實踐應用中PWM波的頻率在18kHz左右效果。經綜合分析，本系統(tǒng)采用兩片4位數(shù)值比較器4585和一片12位串行計數(shù)器4040組成了PWM信號發(fā)生電路。兩片比較器U3、U2的A組接4040計數(shù)輸出Q2～Q9端，B組接單片微機的P1端口。改變P1端口的輸出值，可使PWM信號的占空比產生變化，進行調速控制。計數(shù)器4040的計數(shù)輸入端CLK接單片機2051晶振的振蕩輸出XTAL2。晶振選用18MHz時，經QO～Q2的8分頻，Q2～Q9的256分頻，產生的PWM波形的頻率為17．6kHz，適合光耦及功率開關管的合理工作范圍。

　　計數(shù)器4040每來8個脈沖，其輸出Q2～Q9加1，當計數(shù)值小于或等于單片機P1端口輸出值X時，U2的(A>B)輸出端保持為低電平，當計數(shù)值大于X時U2的(A>B)輸出端為高電平。隨著計數(shù)值的增加，Q2～Q9由全“1”變?yōu)槿癘”時，(A>B)輸出端又變?yōu)榈碗娖?，這樣，在U2的(A>B)端得到PWM的信號，其占空比為(255-X/255)×100％，改變X值可改變PWM信號的占空比，進行直流電機的轉速控制。使用此方法單片機只需根據(jù)調整量輸出X值，PWM信號由三片通用數(shù)字電路生成，使軟件大大簡化，有利于單片機系統(tǒng)正常工作。由于單片機上電復位時P1端口輸出全“1”，使用4585的B組與P1端口相連，升速時PO端口輸出X按一定規(guī)律減少，降速時按一定規(guī)律增大。

SP430單片機簡介

　　RMSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）1996年開始推向市場的一種16位超低功耗。具有精簡指令集（ISC）的混合信號處理器（Mixed Signal Processor）。稱之為混合信號處理器，是由于其針對實際應用需求，將多個不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。該系列單片機多應用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。