基于直流電機調速與測速系統設計方案

　　單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當單片機系統在運行中，按下復位按鈕內部的程序自動(dòng)從頭開(kāi)始執行。復位電路采用上電自動(dòng)復位和手動(dòng)復位兩種方式，C3、R21、S1組成復位電路。

　　2.4 時(shí)鐘電路

　　系統的時(shí)鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。AT89系列單片機內部有一個(gè)用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。

　　3.直流電機驅動(dòng)電路設計

　　從單片機直接輸出的控制信號無(wú)法直接驅動(dòng)12V直流電機，目前大多采用H橋式驅動(dòng)，為便于制作，驅動(dòng)模塊采用光電耦合器對控制電路和主電路進(jìn)行隔離，達到保護作用。U3輸出PWM控制信號通過(guò)三極管反相驅動(dòng)電機，實(shí)現電機的調速。驅動(dòng)電路圖如圖3所示。

　　4.測速電路設計

　　測速模塊由U型光電開(kāi)關(guān)、轉盤(pán)及外圍電路組成，電機轉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)轉盤(pán)轉動(dòng)，轉盤(pán)上附有八個(gè)小孔，當轉盤(pán)轉動(dòng)一周產(chǎn)生八個(gè)脈沖信號，由此可以把電機轉動(dòng)的物理量轉換成變化的脈沖信號，經(jīng)Q5開(kāi)關(guān)驅動(dòng)輸送到單片機外部中斷P3.3進(jìn)行計數，實(shí)現對電機速度的監測。測速電路如圖4所示。

　　設計中應用了比較常見(jiàn)的光電測速方法來(lái)實(shí)現，其具體做法是將電機軸上固定一圓盤(pán)，在測速模塊中U型光耦。通過(guò)轉盤(pán)上八個(gè)圓孔，產(chǎn)生脈沖信號。電動(dòng)機轉到孔處時(shí)，發(fā)光二極管通過(guò)縫隙將光照射到光敏三極管上，三極管導通，反之三極管截止。

　　U型光電開(kāi)關(guān)與轉盤(pán)的安裝如圖5所示：把轉盤(pán)固定在電動(dòng)機的轉軸上，安裝U型光耦，把光耦插入轉盤(pán)上，用螺絲固定，轉盤(pán)邊要安裝在U型光電開(kāi)關(guān)的槽中間。

　　5.調速和測速系統的軟件設計

　　系統軟件采用C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，模塊化設計。定時(shí)器中斷工作在16位計數方式，實(shí)現數碼管顯示、PWM控制。外部中斷采用負邊沿觸發(fā)，實(shí)現電機轉速的測量。程序流程圖如圖6.

　　6.小結

　　基于單片機控制直流電機的測速與調速系統設計方