吴波

摘 要：本文介绍了如何设计一种基于单片机的直流电机PMW调速系统，以解決直流电机数字化的调速问题。本系统以单片机AT89S51为核心控制器件，通过按键调速，采用L298N芯片驱动直流电机，利用霍尔传感器测得直流电机的转速，通过LED数码管实时显示。整个系统电路设计简单，稳定性好，实用价值高。

关键词：单片机 PWM 直流调速 L298

由于直流调速系统带载启动性能好，转矩大，调速范围广，静差率小，稳定性强以及具有良好的动态性能，在相当长的时期内，国内高性能的调速系统大多采用了直流调速系统。早期直流调速系统由许多模拟分立元件组成，因元件的不稳定性，噪声的干扰等因素，使得系统的精度和稳定性较差。但随着计算机控制技术的发展，直流调速系统进入一个数字化的新时代。

一、PWM调速原理

如图1a所示，在电路中，按照一定频率接通、关断半导体器件VT，电动机电枢得到斩波电压，如图1b所示。通过调整电压的“占空比”来调整平均输出电压Ud，从而控制直流电动机的转速Vd。

分析讨论：当电机始终通电时，转速为Vmax；当占空比为D=ton/T时，则平均转速为Vd=Vmax*D。由此可见，当改变占空比D时，电机的平均速度Vd就实现可调。在非严格情况下，平均速度Vd与占空比D近似认为线性关系。这是直流电动机PWM调速的基本工作原理。

二、系统硬件设计

1.系统设计架构

本系统以单片机AT89S51为核心微处理器，当键盘接收到按键信息后，经程序运算，输出一定占空比的PWM信号。一路信号送给L298输入端，控制直流电动机的运行方向；……