如何实现单片机的PWM调速

编程语言译者 2021-06-20 ⋅ 13 阅读

介绍

在很多电子控制系统中,需要使用电机来实现各种动力输出,其中的调速控制是一个很常见的需求。本文将介绍如何使用单片机来实现电机的PWM调速,并给出相应的电机驱动电路设计。

单片机的PWM调速原理

PWM(脉宽调制)是一种通过调节信号的高电平时间百分比来控制输出平均电平的方法。在单片机中,可以通过使用定时器/计数器来产生所需的PWM波形。通过改变占空比(高电平时间与周期的比值),可以实现电机的调速功能。

下面是一些实现PWM调速的基本步骤:

  1. 设置定时器/计数器的初值和工作模式;
  2. 开始定时器/计数器的计数;
  3. 在定时器/计数器溢出中断中,设置输出引脚的电平。

电机驱动电路设计

电机驱动电路是实现电机转动的关键部分。常见的电机驱动电路有直流电机驱动电路和步进电机驱动电路。

直流电机驱动电路设计

直流电机是一种常用的电机类型,其驱动电路设计相对简单。常见的直流电机驱动电路包括H桥驱动电路和双向电流驱动电路。

H桥驱动电路由4个开关组成,可以实现电机的正转、反转和刹车。通过控制开关的通断顺序和时间,可以实现PWM调速。下图是一个常见的H桥驱动电路示意图:

H桥驱动电路示意图

双向电流驱动电路比较简单,适用于一些较小功率的直流电机。其基本原理是通过开关控制电流的方向和大小,实现电机的正转、反转和刹车。下图是一个常见的双向电流驱动电路示意图:

双向电流驱动电路示意图

步进电机驱动电路设计

步进电机是一种常用的电机类型,其驱动电路设计相对复杂。步进电机可以精确控制转动角度和速度,常用于机器人、打印机等设备中。

常见的步进电机驱动电路有两相和四相驱动电路。如果使用两相驱动电路,需要同时控制两组继电器,驱动电路较为复杂。如果使用四相驱动电路,只需控制四组继电器,驱动电路相对简单。

下图是一个常见的四相步进电机驱动电路示意图:

四相步进电机驱动电路示意图

总结

本文介绍了如何实现单片机的PWM调速以及电机驱动电路的设计。通过合理使用单片机的定时器/计数器和采用合适的电机驱动电路,我们可以实现精确的电机调速功能。希望本文对您的电机控制项目能够有所帮助。

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