【十五】51单片机:呼吸灯与PWM直流电机调速

 

目录

学习目标

成果展示 

引言

代码

硬件知识

介绍

驱动电路

大功率器件直接驱动 

H桥驱动

PWM介绍

产生PWM

模型结构

波形 

代码 

总结 


学习目标

        今天我们的学习目标就是实现一个简单的呼吸灯,之后再用PWM实现直流电机的调速功能,驱动我们的电机,制造一个可以调速的小电风扇。

成果展示 

呼吸灯

直流电机

引言

        首先,我们要解决一个问题,就是我们如何去调节LED灯的亮度?第一时间想到的肯定是调电压,只要电压低,亮度不久下来了吗?确实是这样的,但是在单片机中调节电压不现实,所以我们采用让灯亮一下,灭一会,我们通过控制供电的时间,来达到控制LED灯的亮度。其实PWM也是这样类似的思想,那我们从控制灯的亮度开始,来慢慢理解PWM的工作原理吧!

代码

#include <REGX52.H>

sbit LED = P2^0;

void Delay(unsigned int t)
{
	while(t--);
}

void main(){
	unsigned int Time,i;
	while(1){
		for(Time = 0; Time < 100; Time++){//改变亮灭时间,由暗到亮
			for(i = 0; i < 20; i++){//计次延时
			LED = 0;//LED亮
			Delay(Time);	//延时Time
			LED = 1;//LED灭
			Delay(100 - Time);//延时100-Time
		}
	}
		
	for(Time = 100; Time > 0; Time--){//改变亮灭时间,由亮到暗
			for(i = 0; i < 20; i++){
			LED = 0;
			Delay(Time);
			LED = 1;
			Delay(100 - Time);
		}
	}
	}
}

        运行结果如上所示,起到了控制LED灯亮度的功能。 

硬件知识

介绍

  • 直流电机是一种将电能转换为机械能的装置。一般的直流电机有两个电极,当电极正接时,电机正转,当电极反接时,电机反转
  • 直流电机主要由永磁体(定子)、线圈(转子)和换向器组成
  • 除直流电机外,常见的电机还有步进电机、舵机、无刷电机、空心杯电机等
  • 驱动电路

    大功率器件直接驱动 

            ULN2003D在我们之前介绍过,后面那个相当三极管,起到放大电路的作用,下面的二极管起到保护电路的作用,因为电机可能感应出来比较大电压,从而烧坏电路,

     

    H桥驱动

            就是通过导通Q1、Q4形成正向电流或者Q2、Q3形成反向电流,但就是需要确保反向电流不会损坏电路。

     

    PWM介绍

  • PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制,在具有惯性的系统中,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量,常应用于电机控速、开关电源等领域
  • PWM重要参数:
  •      频率 = 1 / TS            占空比 = TON / TS           精度 = 占空比变化步距

            其实就是通过不断给电压,不给电压,来调节频率,和之前的呼吸灯类似。 

     

    产生PWM

    模型结构

    波形 

     

            其实核心原理还是一样的,只不过我们使用定时器来实现PWM。我们结合我们的代码来理解要好一点。 

    代码 

    #include "Nixie.h"
    #include "Time0.h"
    
    sbit Motor = P1^0;
    
    unsigned char Counter,Compare;//计数值和比较值,用于输出PWM
    unsigned char KeyNum,Speed;
    
    void main(){
    	Timer0_Init();
    	Compare = 4;
    	while(1){
    
    		KeyNum = Key();
    		if(KeyNum == 1){
    			Speed++;
    			Speed %= 4;
    			if(Speed==0){Compare=0;}	//设置比较值,改变PWM占空比
    			if(Speed==1){Compare=45;}
    			if(Speed==2){Compare=70;}
    			if(Speed==3){Compare=90;}
    		}
    		Nixie(1,Speed);
    	}
    }
    
    void Timer0_Routine() interrupt 1
    {
    	static unsigned int T0Count;
    	TL0 = 0xAD;		//设置定时初始值
    	TH0 = 0xFF;
    	Counter++;
    	Counter%=90;
    	if(Counter < Compare){
    		Motor = 1;
    	}else
    	Motor = 0;
    }

    总结 

            总体来说本节知识不难,希望对大家有所帮助,如果有错误也希望能及时指出,谢谢大家。 

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