STC89C52学习笔记（十一）

2024-04-17 09:04:19

STC89C52学习笔记（十一）

综述：本文讲述了直流电机以及PWM调速。

一、直流电机

1、特点

（1）直流电机能将电能转化位机械能。

（2）直流电机有两个电极，电极正接时，电机正转；电极反接时，电机反转。

（3）电机的功率比较大，不可以直接接在单片机的IO口上，需要在IO口和电机之间接驱动电路。

2、常见的两种驱动电路

（1）直接驱动电路：电机只能固定一个方向转动。

①三极管直接驱动

电路原理：如果IN输入低电平，三极管导通，电流从电源流向三极管流向电机。当IN输入高电平时，三极管截止，电流不导通，而由于电机是一个感性元件，电流不能突变，于是，电机会产生一个极大的电压，这时，电机和三极管产生对抗：当电机的感性很大时，三极管击穿或者IO击穿，对电路的稳定性和安全性造成影响。所以这里必须要有二极管，做续流二极管的作用，可以在三极管断开时，和电机形成回路，使电机的电流流向二极管，逐渐消耗电流，达到保护电路的作用。

（拓展：如果电路中有电感元件，由于电流不能突变，那么可能会产生一个高于电源的电压，产生巨大的危险。）

②ULN2003驱动电路

ULN2003驱动电路也是只能使电机往一个方向转动的电路。由于ULN2003内部相当于有达林顿管，也能够达到保护电路的作用，左移可以直接在芯片外部接电机（Vcc接电机正极，OUT1接电机负极），当P10为高电平时，OUT1输出为低电平，电机转动。

（2）H桥驱动电路：电机可以向两个方向转动。

IN1和IN4导通，IN2和IN3断开时，电机正转；IN2和IN3导通，IN1和IN4断开时，电机反转。这里由于电机既能正转，又能反转，所以不需要加续流二极管，也能具有很强的耐压性。

二、PWM

1、PWM调速原理

通过控制开关断开闭合来控制电机速度（脉冲宽度调制）。由于PWM在开关断开时不会立马停止，所以，当单片机快速断开开关，再打开开关时，电机还是转动的，而且，电机会以一个比一直闭合开关小的速度在转动。当电机断开的时间占比越大时，速度就会越小，因此，可以通过控制开关断开闭合时间来控制电机的速度。（类似于开关电源的原理，开关电源是控制开关断开闭合时间来控制输出电压。）

注意：需要在惯性系统里！

2、PWM相关参数

Ts是周期，Ton是高电平时间，Toff是低电平时间。频率f=1/Ts，占空比=Ton/Ts，精度=占空比变化布距（一般会保证调制时间一样的情况下来调整占空比，不同也行）

三、代码

1、LED不同亮度

（1）直接给LED赋值来实现

While(1)

{

  LED=0;

  LED=1;

  LED=1;

  LED=1;

  LED=1;

  LED=1;

  LED=1;


}

（2）利用延时函数来实现

While(1)

{

  LED=0;

  Delay（5）；

  LED=0;

  Delay（95）；

}

（3）利用定时器来实现

思路：利用定时器和计数器来实现计数，再通过计数的值和比较值相比来实现置1还是置0，实现LED占空比，最终实现改变比较值的大小就能控制LED亮度。

void Timer0 Routine (interrupt 1
{
  TL0=0x9C;
  TH0=0xFF;
  Counter++;
  Counter%=100；
  if (Counter<Compare)
  {
    LED=0
  }
  else
  {
    LED=1;
  }
}

2、LED呼吸灯

（1）在while里运用for循环和延时函数

思路：

①使LED亮一小段时间，灭一小段时间，使LED达到一种亮度；

②延长①状态相应的时间，呈现维持LED亮度的现象；

③慢慢增加LED高电平的时间，呈现LED慢慢变亮的现象；

④再慢慢减少LED高电平的时间，呈现LED慢慢变暗的现象；

⑤循环增加LED高电平的时间与减少LED高电平的时间，呈现LED慢慢变暗后又慢慢变亮的，达到一种呼吸灯的效果。

while(1)
	{
		for(Time=0;Time<100;Time++)		
		{
			for(i=0;i<20;i++)			
			{
				LED=0;					
				Delay(Time);			
				LED=1;					
				Delay(100-Time);		
			}
		}
		for(Time=100;Time>0;Time--)		
		{
			for(i=0;i<20;i++)			
			{
				LED=0;					
				Delay(Time);			
				LED=1;					
				Delay(100-Time);		
			}
		}
	}
}

（2）利用定时器

由于（1）需要不断进行for循环和Delay，占用太多CPU资源，于是可以利用定时器来实现减少CPU资源浪费。

参考视频：51单片机学习.视频

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