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基于P89V51RD2直流电机控制器的设计
2013-11-22 | 阅:  转:  |  分享 
  
基于P89V51RD2直流电机控制器的设计



众所周知,在现代电子产品里,自动控制系统,家用电器、电子仪器设备、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。

直流电机大体分为四类。第一,是有几相绕组的步进电机。第二,永磁式换流器直流电机。第三,即伺服电机。一般在有控制信号时,伺服电机就会转动,且转速大小与控制电压的大小成正比,在除去控制信号电压后,伺服电机会立即停转。最后一类,是两相低电压交流电机。

二、直流电机

直流电机是由直流电源(电池等)驱动,具有很好的回转特性和输出效率。和相同大小的一般交流电机相比,具有更强的扭矩和过载能力。在大负荷的时候低速运转、也就是说转速与转速和负荷大小成反比,通过电压进行更好的控制。由于通过电刷来供给电流、使用寿命相对来说不是很长、必须通过维护保养来延长寿命。电机,顾名思义是将电能转换成机械能的装置。电机的种类繁多,按电源类型分,可分为直流电机和交流电机两大类。常见的直流电机包括有刷电机、无刷电机、步进电机等。

三、硬件设计

为减少成本,本系统采用P89V51RD2单片机。P89V51RD2是一款带有64KB程序Flash和1024B数据RAM的80C51微控制器。在5V工作电压情况下,操作频率为0~40MHZ。P89V51RD2的关键的特性就是其具有X2模式。在实际操作中,设计人员可让芯片工作于传统80C51的12时钟模式(12个时钟周期合1个机器周期),也可选择X2模式(6个时钟周期合1个机器周期),即可在相同时钟频率下获得双倍的吞吐量。另外从这种特性获益的方法为降低一半的时钟频率仍然可以保持相同的性能,对显著地降低EMI(电磁干扰)十分有效。这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。P89V51RD2还集成了SPI(串行外围接口),增强型UART,PCA(可编程计数器阵列),具有PWM和捕获/比较功能,尤其是P89V51RD2支持在系统软件调试和在系统编程的功能,这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本,进而大大减少了开发的时间。

本设计采用了PHILIPS公司的P89V51RD2单片机作为其微控制器,单片机可以选择外部晶振、外部时5输入、内部RC振荡和内部WDT四种信号源。

本设计用单片机的I/O口作为单片机与直流电机的接口。由于I/O口驱动能力有限,而被控制的直流电机要求高电压和大电流,与单片机的电流和电压完全不一样,所以在I/O口之后必须加一个驱动电路。直流电机的驱动电路如图1所示。

四、软件设计

在系统中单片机发出信号来控制直流电机,发出信号由键盘来输入然后数码管显示。所以,软件部分由几个模块组成:系统监控、键盘扫描及处理显示程序、控制信号发生程序。

在次模块中启动系统,然后对键盘进行扫描,得到一些数值,进而对直流电机进行初步的设置。完成后对直流电机进行启动,并按要求工作。流程图如图2所示。

本系统采用P89V51RD2单片机控制的直流电机系统,其转动方向,可以通过键盘输入,使用程序对直流电机的数据进行控制,直流电机由单片机控制精确度很高,因为单片机发出的控制信号灵活性高,次系统具有中断方式有效的把直流电机的运行方式进行相对的改变。而且系统有兼容通用性。



















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