基于MCS-51單片機的直流電機轉速測控系統設計

本系統的脈沖寬度調制(PUlse Width Modulation)原理是：脈沖寬度調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(shí)采樣值成比例。該系統由一個(gè)比較器和一個(gè)周期為T(mén)s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A，否則輸出0。圖3所示為脈沖寬度調制系統的調制原理和波形圖。

設樣本τk為均勻脈沖信號，它的第k個(gè)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是未調制寬度，m是調制指數?，F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(jiàn)，脈沖寬度信號可由信號x(t)加上一個(gè)直流成分以及相位調制波構成。當τ0Ts時(shí)，相位調制部分所引起的信號交迭可以忽略。因此，脈沖寬度調制波可以直接通過(guò)低通濾波器進(jìn)行解調。C8051單片機有2個(gè)12位的電壓方式DAC，每個(gè)DAC的輸出擺幅為0 V～VREF，對應的輸入碼范圍是0x000～0xFFF。通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)配置可將CEX0～CEX4配置到P2端口，這樣，改變PWM的占空比就可以調整電機速度。