直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能， 宜于在大圍平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來看， 直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)， 采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成， 控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜， 功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy， 阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用圍的推廣。

　　設(shè)計(jì)原理及方法

　　直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)分為自勵(lì)和他勵(lì)兩種類型。不同勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線有所不同。但是對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下公式： n=U/Cc -TR/CrCc 其中：U—電壓；R—?jiǎng)?lì)磁繞組本身的電阻； —每極磁通（Wb）；Cc—電勢(shì)常數(shù)；Cr—轉(zhuǎn)矩常量。由上式可知， 直流電機(jī)的速度控制既可采用電樞控制法，改變電樞回路電阻，也可采用磁場(chǎng)控制法。對(duì)于要求在一定圍無級(jí)平滑調(diào)速系統(tǒng)來說， 以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能是有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但是調(diào)速圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上做小圍的減弱升速。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速往往以變壓調(diào)速為主。

　　本文主要研究了利用MCS-51系列單片機(jī)，通過PWM方式控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式， 也是人們研究的熱點(diǎn)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒有了學(xué)科之間的界限， 結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

　　設(shè)計(jì)總概述

　　以直流電機(jī)電樞上電壓的占空比來改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為依據(jù)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速， 并通過單片機(jī)控制速度的變化。本文所研究的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分是前提，是整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。而軟件部分， 是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，達(dá)到控制器自動(dòng)對(duì)電機(jī)速度的有效控制。但是此設(shè)計(jì)中電機(jī)只需要正轉(zhuǎn)，所以相對(duì)來說簡(jiǎn)單點(diǎn)。

　　8051 單片機(jī)簡(jiǎn)介

　　AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8 位單片機(jī)，片含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片置通用8 位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元， AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52有40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入/ 輸出（I/O） 端口，同時(shí)含2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè)16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2 個(gè)全雙工串行通信口，2 個(gè)讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起， 特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。部分功能如下：

　?。?）8kB可反復(fù)擦寫（ 大于1000 次）Flash ROM;

　　（2）32 個(gè)雙向I/O 口;

　?。?）256x8bit 部RAM;

　?。?）3 個(gè)16 位可編程定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器中斷;

　?。?）時(shí)鐘頻率0-24MHz;

　　（6）2 個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道;

　　（7）2 個(gè)外部中斷源，共8 個(gè)中斷源;

　?。?）2 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級(jí)加密位;