基于51單片機(jī)的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制(PUlse Width Modulation)原理是：脈沖寬度調(diào)制波由一列占空比不同的矩形脈沖構(gòu)成，其占空比與信號(hào)的瞬時(shí)采樣值成比例。該系統(tǒng)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(hào)如果大于鋸齒波信號(hào)，比較器輸出正常數(shù)A，否則輸出0。圖3所示為脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制原理和波形圖。

設(shè)樣本τk為均勻脈沖信號(hào)，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(hào)；Ts是采樣周期，τ0是未調(diào)制寬度，m是調(diào)制指數(shù)。現(xiàn)假設(shè)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(jī)角速度，結(jié)合式(2)可見(jiàn)，脈沖寬度信號(hào)可由信號(hào)x(t)加上一個(gè)直流成分以及相位調(diào)制波構(gòu)成。當(dāng)τ0Ts時(shí)，相位調(diào)制部分所引起的信號(hào)交迭可以忽略。因此，脈沖寬度調(diào)制波可以直接通過(guò)低通濾波器進(jìn)行解調(diào)。C8051單片機(jī)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(duì)應(yīng)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(diào)整電機(jī)速度。