第二四节课，STC89C52R基于PWM功能的电机调速控制

电机介绍
- - 5V直流电机介绍：
5V直流电机的调速
5V直流电机的调速原理
5V直流电机的代码实现
5V直流电机调速研究价值

配套项目例程

电机介绍

5V直流电机是一种常见的直流电机，通常用于低电压应用，如小型电子设备、模型、机器人和其他小型机械装置。以下是关于5V直流电机的简要介绍：

5V直流电机介绍：

工作电压：
- 5V直流电机是指在额定电压为5V时工作的电机。这种低电压使得它适用于许多便携式设备和小型电子项目。
类型：
- 5V直流电机通常是直流有刷电机，具有简单的结构和易于控制的特点。
构造：
- 直流电机通常由定子、转子、电刷和电机壳组成。在5V直流电机中，这些组件通常设计得足够小巧以适应低电压应用。
转速和扭矩：
- 5V直流电机的转速和扭矩取决于其设计和规格。一般来说，转速较高的电机适用于需要快速运动的应用，而扭矩较大的电机适用于需要较大驱动力的应用。
控制：
- 控制5V直流电机可以通过调节电压、PWM控制或使用驱动器模块来实现。这些方法可以控制电机的速度和方向。
应用：
- 5V直流电机广泛应用于各种小型设备和项目中，例如小型风扇、玩具、小型机器人、模型车辆、电子门锁等。
注意事项：
- 在使用5V直流电机时，需要注意电机的额定工作电压和电流，避免超载以保护电机；同时也要注意电机的发热问题，避免过热造成损坏。

总的来说，5V直流电机是一种常见且易于控制的电机，适用于各种小型电子项目和机械应用中。通过合适的控制和应用，可以充分发挥其在小型设备中的作用。

5V直流电机的调速

调节电压：通过调节给电机的电压来实现调速。降低电压可以减小电机转速，增加电压则可以提高转速。这种方法简单直接，但可能会影响电机的扭矩和效率。
PWM调速：使用脉冲宽度调制（PWM）技术来调速。通过不断地改变PWM信号的占空比，控制电机所受到的平均电压，从而实现调速。PWM调速可以保持电机的效率，同时可以更精细地控制电机的转速。
电机驱动器：使用专门的电机驱动器模块来控制电机的速度。电机驱动器通常能够提供更精确的速度控制，同时还具有保护功能，可以防止电机过载或过热。
反馈系统：结合反馈系统，如编码器或霍尔传感器，可以实现闭环控制，使得电机的转速更加稳定和精准。
软件控制：如果电机与微控制器连接，可以通过编程控制电机的转速。根据需求调整输出信号，从而实现电机的调速。

在选择调速方法时，需要根据具体应用场景和需求来确定最合适的方法。不同的方法有各自的优缺点，可以根据需要进行选择或结合使用。

5V直流电机的调速原理

5V直流电机的调速原理通常涉及调节电机输入电压或使用PWM（脉冲宽度调制）技术来控制电机的转速。以下是关于5V直流电机调速原理的更详细说明：

通过调节电压来调速：

电压控制：
- 通过增加或减少输入给电机的电压来控制电机的转速。较高的电压会增加电机的转速，而较低的电压则会减小转速。
影响因素：
- 电机的转速与电压呈线性关系，但需要注意的是，电机的扭矩和效率也会随着电压的变化而改变。

通过PWM技术来调速：

PWM原理：
- 脉冲宽度调制（PWM）通过改变信号的占空比来控制输出电压的平均值。在电机控制中，通过改变PWM信号的占空比，可以实现对电机转速的调节。
工作原理：
- 当PWM信号的占空比增加时，电机平均接收到的电压也会增加，从而提高转速；反之，减小占空比会减小电机的平均电压，降低转速。

综合考虑：

选择调速方法：
- 根据实际需求和控制精度选择合适的调速方法。PWM调速通常更常见，因为它可以提供更精确的控制和更稳定的结果。
效果评估：
- 在实施调速控制后，需要对电机的转速、扭矩和效率进行评估，以确保电机在不同速度下的性能符合预期。

通过调节电压或使用PWM技术，可以有效地控制5V直流电机的转速，使其适应不同的应用需求。在实际应用中，根据具体情况选择合适的调速方法，以实现最佳性能和效果。

5V直流电机的代码实现

//main.c文件

c 复制代码

#include "includes.h"

extern void pwm_set(unsigned int timer,unsigned int duty);


/******************************************************************/
/*                    微秒延时函数  //10us                         */
/******************************************************************/
void delay_us(unsigned int us)//delay us
{
	while(us--)
	{
	}
}

/******************************************************************/
/*                    微秒延时函数                                */
/******************************************************************/
void delay_ms(unsigned int Ms)//delay us
{
	while(Ms--)
	{
		delay_us(100);
	}
}



/*-----------------------------------------------
  名称：PWM 调光
  内容：1、学习目的：利用定时器产生PWM，了解原理和使用方法
        2、硬件要求：LED灯 定时器
        3、试验现象：LED灯由亮到灭，由灭到亮逐步变化，也就是调光现象
------------------------------------------------*/

sbit Motor= P1^0;
sbit LED = P1^2;      //定义LED灯，通过LED显示调光效果
unsigned int CYCLE = 0;  //定义周期 该数字X基准定时时间 如果是10 则周期是10 x 0.1ms
unsigned int PWM_ON = 0;//定义高电平时间

/******************************************************************/
/*                    主函数                                      */
/******************************************************************/
void main(void)
{
	bit Flag;
	
	TMOD |=0x01;              	//定时器设置 0.1ms in 12M crystal
	TH0=(65536-10)/256; 
	TL0=(65536-10)%256;      	//定时0.1mS 
	IE= 0x82;                 	//打开中断
	TR0=1;
	
	pwm_set(100,0);
	delay_ms(1);
	while(1)
	{
		if(Flag==0)
		{
			delay_ms(10);          	//延时时间，从一个亮度到下一个亮度的间隔时间，速度快就能看到连续效果
			PWM_ON++;              	//这个使用较长延时，以便能看清楚变化过程
			if(PWM_ON >= CYCLE)
			{                    	//这个里可以添加其他程序 如到最亮时候控制设备
				Flag=1;
			}
		}
		else
		{
			delay_ms(10);          	//延时时间，从一个亮度到下一个亮度的间隔时间，速度快就能看到连续效果
			if(PWM_ON <= 1)
			{
				Flag=0;
			}
			else
			{
				PWM_ON--;
			}
		}
	}
}

void pwm_set(unsigned int timer,unsigned int duty)
{
	//10us定时器
	CYCLE = timer;
	PWM_ON = duty;
}
/******************************************************************/
/*                    定时器中断函数                              */
/******************************************************************/
static unsigned int count = 0; 
void tim(void) interrupt 1
{
	TH0=(65536-79)/256; 
	TL0=(65536-79)%256;     //定时0.1mS 


	count++;
	if(count<PWM_ON)
	{
		LED = 0;          //灯亮
		Motor = 1;		  //电机控制
	}
	if(count >= PWM_ON)
    {
		LED = 1;          //灯灭
		Motor = 0;		  //电机控制
	}
	if(count>CYCLE)
	{
		count = 0;
	}
}

c 复制代码

//includes.h文件

#ifndef __INCLUDES_H__
#define __INCLUDES_H__

//#include<reg52.h> 

#include<intrins.h> //汇编指令_nop_
#include<stdio.h> 	//标准输入输出

//_nop_(); 产生一条NOP指令
//作用：对于延时很短的，要求在us级的，采用"_nop_"函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒。
//NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间。

//8051 为每个机器周期 12 时钟
//对于12M晶振，延时1uS。
//11.0592M晶振，延时1.0851uS。

//对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。


//包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "STC89C5xRC_RDP.h"

//应用层头文件
//#include "c51_gpio.h"
//#include "c51_ledtube.h"
//#include "c51_key.h"
//#include "c51_timer.h"
//#include "c51_exit.h"
//#include "c51_lcd1602.h"
//#include "c51_iic.h"
//#include "c51_tx1838.h"
//#include "c51_uart.h"
//#include "c51_28byj48.h"
//#include "c51_ds1302.h"




extern void delay_us(unsigned int us);//delay us;
extern void delay_ms(unsigned int Ms);//delay Ms;




#endif

5V直流电机调速研究价值

对5V直流电机调速进行研究具有一定的科研和应用价值，以下是一些可能的研究方向和相关价值：

能效优化：
- 研究如何通过调速技术提高5V直流电机的能效，降低能源消耗，对于节能减排和可持续发展具有重要意义。
精准控制：
- 对调速控制算法进行优化，实现对5V直流电机转速的更精准控制，适用于需要高精度运动的领域，如机器人、医疗设备等。
系统集成：
- 研究5V直流电机调速与其他系统的集成，如传感器、控制器等，以实现更高效的自动化控制系统。
噪音和振动控制：
- 通过调速技术控制5V直流电机的转速，减小噪音和振动，改善工作环境和设备稳定性。
智能化应用：
- 结合人工智能和机器学习技术，研究5V直流电机调速的智能化方法，实现根据环境和负载情况自适应调速。
电机寿命与稳定性：
- 研究不同调速方法对5V直流电机寿命和稳定性的影响，优化调速策略，延长电机使用寿命。
新型应用探索：
- 探索5V直流电机调速在新兴领域的应用，如智能家居、无人机、电动车辆等，推动技术的创新和发展。

通过对5V直流电机调速进行深入研究，可以不断提高电机的性能和控制精度，拓展其应用领域，促进相关技术的发展和应用。

配套项目例程