CN202374209U - 一种基于单片机的直流电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于单片机的直流电机控制器，包括中央控制模块、显示模块、驱动模块和控制模块，所述中央控制模块的显示信号输出端与所述显示模块的显示信号输入端连接，所述中央控制模块的驱动信号输出端与所述驱动模块的驱动信号输入端连接，所述控制模块的控制信号输出端与所述中央控制模块的控制信号输入端连接。本实用新型能够通过中央控制实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并且能够实现对电动机转速参数的显示和测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于单片机的直流电机控制器，属于直流电机技术领域。
背景技术
现有的直流电机普遍采用PWM调速器控制，但现有的PWM调速器难以通过中央控制实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并且也无法实现对电动机转速参数的显示和测量。
发明内容
本实用新型提供了一种基于单片机的直流电机控制器，用于解决现有的PWM调速器难以通过中央控制实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并且也无法实现对电动机转速参数的显示和测量的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于单片机的直流电机控制器，包括中央控制模块、显示模块、驱动模块、控制模块，所述中央控制模块的显示信号输出端与所述显示模块的显示信号输入端连接，所述中央控制模块的驱动信号输出端与所述驱动模块的驱动信号输入端连接，所述控制模块的控制信号输出端与所述中央控制模块的控制信号输入端连接。
本实用新型能够通过中央控制实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并且能够实现对电动机转速参数的显示和测量。
附图说明
图1为本实用新型的具体实施方式提供的基于单片机的直流电机控制器的结构示意图；
图2为本实用新型的具体实施方式提供的直流电动机电路模型图；
图3为本实用新型的具体实施方式提供的直流电机驱动电路图；
图4为本实用新型的具体实施方式提供的直流电机及其驱动电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本具体实施方式提供的基于单片机的直流电机控制器，包括中央控制模块1、显示模块2、驱动模块3和控制模块4，中央控制模块1的显示信号输出端与显示模块2的显示信号输入端连接，中央控制模块1的驱动信号输出端与驱动模块3的驱动信号输入端连接，控制模块4的控制信号输出端与中央控制模块1的控制信号输入端连接。
其中，中央控制模块1可采用AT89C51单片机。显示模块2可采用LCD液晶显示器。控制模块4可以包括加速控制端、减速控制端、正转控制端、反转控制端和停止控制端。
具体的，直流电机PWM控制系统的主要功能包括：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，能够很方便的实现电机的智能控制。其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续功能。该直流电机系统由以下电路模块组成：振荡器和时钟电路：这部分电路主要由80C51单片机和一些电容、晶振组成。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80C51单片机的外部中断扩展电路组成。设计显示部分：包括液晶显示部分和LED数码显示部分。液晶显示部分由1602LCD液晶显示模块组成; LED数码显示部分由七段数码显示管组成。直流电机PWM控制实现部分：主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。
本具体实施方式的基本原理是：
主体电路：即直流电机PWM控制模块。这部分电路主要由80C51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。其间，还包括直流电机的直接清零、启动（置数）、暂停、连续功能。其间是通过80C51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80C51单片机的外部中断扩展电路组成。设计显示部分：包括液晶显示部分和LED数码显示部分。液晶显示部分由1602LCD液晶显示模块组成。直流电机PWM控制实现部分：主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。
驱动模块3主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块（内含CMOSS管、三太门等）组成。现在介绍下直流电机的运行原理：
直流电机可按其结构、工作原理和用途等进行分类，其中根据直流电机的用途可分为以下几种：直流发电机（将机械能转化为直流电能）、直流电动机（将直流电能转化为机械能）、直流测速发电机（将机械信号转换为电信号）、直流伺服电动机（将控制信号转换为机械信号）。下面以直流电动机作为研究对象。
直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装有磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出。
直流电机电路模型如图2所示，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈abcd。当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受方向也将改变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向。
直流电机PWM调速原理为：
（1）直流电机转速
直流电机的数学模型中，电机的电枢电动势Ea的正方向与电枢电流Ia的方向相反，Ea为反电动势；电磁转矩T的正方向与转速n的方向相同，是拖动转矩；轴上的机械负载转矩T2及空载转矩T0均与n相反，是制动转矩。
（2）PWM电机调速原理
对于直流电机来说，如果加在电枢两端的电压为脉动电流压（要求脉动电压的周期远小于电机的惯性常数），可以看出，在T不变的情况下，改变T1和T2宽度，得到的电压将发生变化，下面对这一变化进一步推导。
电机驱动模块的电路设计包括：根据直流电机的工作原理，从PROTEUS选取元器件如下，放置元器件、放置电源和地]连线，我们参此设计的直流电机驱动模块电路如图3所示：
2SK1058 : CMOSS管
74L26 : 三太门
1N4006 : 二极管
VSCOURCE : 电源
MOTOR-ENCODER : 直流电机
RES : 电阻
AT89C51 : 单片机 (在此并未显示)
然而考虑市场的行情，既然已有专门地为电机驱动而设计的芯片，就没必要再从新来设计；选用L298芯片来构成的电路结构基本上跟图3一样，由L298芯片组装的驱动模块如图4所示。所用元器件如下所示：
1N4006 : 二极管
AT89C51 : 单片机 (在此并未显示)
RES : 电阻
MOTOR-ENCODER : 直流电机
L298 : 电机驱动芯片
RESPACK-8: 排阻
本具体实施方式提供的直流电机PWM调制控制系统具有加速、减速、正转、反转、停止控制功能。操作开关通过中断控制直流电机的加速、减速、正转、反转、停止控制功能，并通过LCD液晶显示。振荡、时钟电路和复位电路由80C51单片机内部给出。直流电机转动速度由LCD液晶显示。操作开关状态由液晶显示器显示。
采用本具体实施方式提供的技术方案，能够通过中央控制实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并且能够实现对电动机转速参数的显示和测量。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于单片机的直流电机控制器，包括中央控制模块、显示模块、驱动模块和控制模块，其特征在于，所述中央控制模块的显示信号输出端与所述显示模块的显示信号输入端连接，所述中央控制模块的驱动信号输出端与所述驱动模块的驱动信号输入端连接，所述控制模块的控制信号输出端与所述中央控制模块的控制信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制器，其特征在于，所述中央控制模块采用AT89C51单片机。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制器，其特征在于，所述显示模块采用LCD液晶显示器。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的直流电机控制器，其特征在于，所述控制模块包括加速控制端、减速控制端、正转控制端、反转控制端和停止控制端。
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| CN2011205595655U CN202374209U (zh) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 一种基于单片机的直流电机控制器 |
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| CN (1) | CN202374209U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106879129A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-06-20 | 合肥惠科金扬科技有限公司 | 一种智能电视控制的灯光控制电路及家居照明系统 |
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2011
- 2011-12-28 CN CN2011205595655U patent/CN202374209U/zh not_active Expired - Fee Related
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