代码收藏家 基于单片机的PWM电机调速控制系统设计
**单片机设计介绍，基于单片机PWM电机调速系统控制系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机PWM电机调速系统控制系统设计概要主要包括硬件设计、软件编程以及PWM调速技术的应用。以下是对该设计的简要概述：
一、系统概述
此设计旨在通过单片机实现PWM（脉宽调制）技术，以精确控制电机的转速。单片机作为控制中心，负责生成PWM信号，并通过驱动电路将其转换为能够驱动电机运转的电压信号。通过调整PWM信号的占空比，可以控制电机的平均电压，进而实现对电机转速的精确调节。
二、硬件设计
单片机选型：选用性能稳定、运算速度快的单片机，如STM32系列。单片机需要具有足够的IO端口和内存，以支持PWM信号的生成和与其他硬件的通信。
电机驱动模块：设计电机驱动电路，接收来自单片机的PWM信号，并将其转换为能够驱动电机运转的电压信号。常用的驱动电路包括H桥电路和MOS管驱动电路。
电源模块：为单片机和电机驱动电路提供稳定的电源供应，确保系统的正常运行。
反馈模块：为了实现闭环控制，需要设计反馈模块来检测电机的实际转速。这可以通过使用霍尔传感器或光电编码器来实现，将转速信号转换为单片机可处理的电信号。
三、软件设计
PWM信号生成：利用单片机的定时器功能，生成指定频率和占空比的PWM信号。通过改变占空比，可以控制电机的平均电压，从而调节电机的转速。
电机驱动控制：将生成的PWM信号输出到电机驱动电路，驱动电机按照设定的转速运行。
转速检测与处理：通过反馈模块获取电机的实际转速信息，并进行数字化处理。根据转速与目标值的偏差，调整PWM信号的占空比，以实现转速的精确控制。
四、系统调试与优化
在系统设计完成后，需要进行调试和优化工作。通过调整PWM信号的参数（如频率和占空比），优化电机的响应速度和稳定性。同时，还需要对硬件电路进行调试，确保各个模块之间的正常通信和数据传输。
五、应用场景
基于单片机PWM电机调速系统控制系统设计可广泛应用于电动车、工业自动化、机械设备等领域。通过精确控制电机的转速，可以提高设备的性能和稳定性，降低能耗和故障率。
综上所述，基于单片机PWM电机调速系统控制系统设计是一个结合了多种技术的综合性项目。通过合理的设计和实现，可以实现高精度、快速响应和稳定性好的电机调速功能，满足各种应用场景的需求。
二、功能设计
本文所述的直流电机闭环调速系统是以低价位的单片微机8051为核心的，而通过单片机来实现电机调整又有多种途径，相对于其他用硬件或者硬
件与软件相结合的方法实现对电机进行调整，采用PWM软件方法来实现的调速过程具有更大的灵活性和更低的成本，它能够充分发挥单片机的效
能，对于简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：01单片机设计
