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单片机控制直流电机

直流电动机在交通、机械、纺织、航空等领域中已经得到广泛的应用。而以往直流电

动机的控制只是简单的控制，很难进行调速，不能实现智能化。如今，直流电动机的调速控

制已经离不开单片机的控制，单片机应用技术的飞速发展促进了自动控制技术的发展，使人

类社会步入了自动化时代，单片机应用技术与其他学科领域交叉融合，促进了学科发展和专

业更新，引发了新兴交叉学科与技术的不断涌现。现代科学技术的飞速发展，改变了世界，

也改变了人类的生活。由于单片机的体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、

应用方便、价格低廉等特点，计算机性能的不断提高，单片机的应用也更加广泛特别是在各

种领域的控制、自动化等方面。

关键词：STC89C52PWM电机控制

一、设计任务及任务分析

1、任务要求

本设计以STC89C52单片机为核心，以4*4矩阵键盘做为输入达到控制直流电机的启停、

速度和方向，完成了基本要求和发挥部分的要求。在设计中，采用了PWM技术对电机进行

控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。利用STC89C52芯片进行低成本直流电动

机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合

的需要。

2、基本原理

主体电路：即直流电机PWM控制模块。这部分电路主要由STC89C52单片机的I/O端

口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且

可以调整电机的转速，还可以方便的读出电机转速的大小和了解电机的转向，能够很方便的

实现电机的智能控制。通过STC89C52单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298驱动

芯片来控制直流电机工作的。该直流电机PWM控制系统由以下电路模块组成：设计输入部

分：这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。设计控制部分：主要由STC89C52

单片机的外部中断扩展电路组成。设计显示部分：包括LED数码显示部分。数码显示部分

由4个8位数码管显示模块组成。直流电机PWM控制实现部分：主要由一些二极管、电机

和LM298直流电机驱动模块组成。

3、总体设计框图

系统组成：直流电机PWM调速方案下图所示：

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方案说明：直流电机PWM调速系统以STC89C52单片机为控制核心，由命令输入模块、

数码管显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在

程序控制下，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反

转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到数码管显示模块去显示。

二、硬件设计

系统采用STC89C52控制输出数据，由PWM信号发生电路产生PWM信号，送到直流

电机，从而实现对电机速度和转向的控制，达到直流电机调速的目的。

1、PWM

(1)PWM简介

PWM（脉冲宽度调制）是按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一

个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变

平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。也正因为如此，PWM又被称为“开关驱

动装置”。

（2）PWM占空比

如下图，设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，设占空比D=t1/T，则电

机的平均速度为Va=Vmax*D，其中Va指的是电机的平均速度。由上面的公式可见，当