２０１ ８年第１ ７卷第４期 基于单片机控制的直流电机ＰＷＭ调速系统设计 口李 玮 【内容摘要】直流电机在机器人控制、无人机设计等项目开发中应用广泛．对于直流电动机的控制方法有很多种．．本文主要针 对直流电动机的脉宽调制（ＰＷＭ）调速方式进行探讨研究及设计，从而对电动机的转速快慢等方面进行精确的控 制。采用ＰＷＭ方式控制电机时，其特点是间断性地向ｔ乜机供电，以不同的频率形成方波脉冲对电动机供电，不同 占空比的方波信号能对电机起到调速作用 【关键词】单片机；咏宽调制；直流电机；占空比 【作者单位】李玮，江苏方天电力技术有限公司 ｝ Ｕ ｒ［流电机应川范ｎ；１越来越广泛，并且 流电机优点 饥的转速。果刚０ ８寸的数码管作为 爪器件．功耗低，携 突ｌＬ｝ｊ，渊速均 平滑，并且川‘以 较大范同内渊速，实现无极 带力‘俺，价格便宦。 片ｆ』Ｌ借门输 电ｎ 钉一定，【大ｊ此 变速，刈 ：启动，停止，反向旋转ｆＩｆ以进行快速 换，承受频 控制数码管位选时．采Ｊ｝Ｊ ｉ撇管进行电流放大，为数码管 繁的 载冲 脉宽调制（ＰＷＭ）通过调节波形的占守比对 提供较大电流，如 ３所爪 电信 ‘进行编码控制，其设汁电路简单．成本低，易于控制， 外且硬件响应速度较快，避免了以往硬件调速的飙移不稳定 。！ＩＩＪ Ｉｃ［ 性，以硬噪声影响，大大降低了馊什成本和功耗、 此脉宽 蘑 涮制（ＰＷＭ）广泛应用在各类控制器巾 ｉ：≤ 一系统总体设计 『目．、— 日且 日， ｌ奉ｌ没汁系统的结构框 如『皋ｌ １所示 利用按键控制电机 茵 的转向和转速，通过 片机发…指令，输ｍ一定的ＰＷＭ波， 一罄 鞋 通过不¨的ｒ 比唰节转述的快慢 ．吲时另一端¨输出信 图２主控板 图３显示模块 号经过放大、荆合， 动Ｈ桥电动机控制电路，从 实现电机 （三）ＩＩ桥驱动模块ＰＷＭ电路由光栅和一 板管等元件 的转向转速的控制 运动状态通过数码管 ， 装氍进行 组成Ｈ桥驱动电路，叫个二微管组成桥Ｊ 电路，电路导通阶 盘石 段通过力【】 ■ｌｆ熳管 端的电¨｛来决定导通干＂截ｌ卜 同时二 显示器 速度采集电路 橄锊也起刮防止晶体管产，－反向电压的保护作用，防止电动 机州端的电流和晶体锊Ｊ 的电流过大的保护作Ｈｊ １’Ｖ 单片机 电机 ｎ ｌ 建盘 ｃ＝》 电机驱动电路 图１ 系统组成 二、硬件结构组成 水系统的硬件组成部分１三嘤柯单片机、 求模块、Ｈ侨 驱动电路、诬尔传感器、按键卡Ｉ！块等硬件结构组成 恢６史件 系统可以通过 片机控制，Ｈ桥驱动电路对电机进行厅向和 速度的控制，通过霍尔传感 计 ｌＪ、，前的电机转速，通过撼 图４｝１桥驱动模块 ，Ｊ＝：模块 ，Ｊ …、【， 的电机状态，迎过按键模块对 ，』的电ｆ』【 三、系统软件设计 状态进行捌 （一）程序设计方案 本系统采用Ａｔ８９Ｃ５２作为核心控 （一）单片机核心控制板 主控板巾ＡＴ８９Ｃ５２ 片机、 制芯片，ｍ ＰＷＭ倩号发，ｔ三电路产生ＰＷＭ信号，驱动直流电 时钟和复化电路以硬外围接【ｌ１ｌ电路组成，其ＩＩ１ 片机的Ｐ０ ｆＪ【， 流电机驱动装ｒ电机轴上的霍尔传感器来埘电机转动 ¨川来控制数码管的段选，Ｉ）２ ｆ＝＿１的低四位州来控制数码管的 的转数通过算法测戢转速 化选，ｌ １【Ｉ外接按键，Ｐ３¨的 ．５引脚用来进行 ｊ霍尔传 通过按键电路，信 输入进单片机，然 从单片机通过 感器十１Ｉ连 电路如 ２所，Ｊｊ 驱动电路使电机转动，电机有磁铁一段转刮霍尔传感器时， （二）显示模块 、显爪ｆ５ｌ块 曼Ｊｌ｝ｊ于 示 前的 流电 电 改变而产生信＿口 送人 片机， 电机冉把信 通过数 ．７４． Ｔｎｄ吣ｔｒｉ矗１＆Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｒｉｈ．．ｎ 圆蕊曩蕊巍啊 ２０１ ８年第１ ７卷第４期 数字化智能监控系统 在校园安全防范应用中的实践与思考 口王 军 【内容摘要】目前我国校园安全防范工作存在安全防范系统先进技术引用率低、性能差、系统不完善、统一管理难度大等问题。 而数字化智能监控系统具有储存数据量大、安全性高、信息检索速度快、可与报警系统实现联动等优点，在校园安 全防范中应用数字化智能监控系统构建监控数据系统网，实现智能监控，监测校园中的异常行为，不仅可以提高目 前校园安全防范系统的安全性、完善性、规范性，还可以防范学校异常事件的发生，为研究校园安全防范工作提供 理论依据。 【关键词】数字化；智能监控系统；校园安全；监控数据系统网 【作者简介】王军（１９６９．７～），男，江苏江都人；南京邮电大学技师 我国校园安全事故多发，校园安全问题日益引起家庭、 可以在很大程度上弥补人防与物防的缺陷，但由于学校安全 社会、与学校的关注。虽然对学生进行安全教育、提高 防范中缺乏技术防范意识，导致技防建设仅仅处于初级阶 学生的安全意识与自我保护能力可有效降低意外伤害。但是 段，并未在大多数校园安全防范建设中得到大面积的使用。 降低校园安全事故更离不开校园安全防范意识的提升与校 二是由于校园安全防范建设的经费不足，导致资金成为校园 园安全防范系统的建设。互联网背景下，将数字化智能监控 安全防范建设的阻碍因素。由于技术防范不仅需要购置大 系统引入校园安全防范系统无疑是提高校园安全，防止校园 量的高科技设备，还需要专业的人员进行安装、维修与使用， 事故发生的必然之举。 这无疑增加了校园安全防范的资金投入，也就了校园安 一、校园安全防范的现状 全防范中对技防的使用。 （一）学校的安全防范建设体系中缺乏对先进技术的引 （二）现有的安全防范系统性能无法满足校园安全防范 用。目前校园安全防范现状令人担忧，先进技术引用率低， 的需求。由于目前校园安全防范的管理人员缺乏技术防范 主要原因有两点：一是由于学校为保障师生与家长的安全， 的意识，加上技术防范对投入费用的需求，导致很多学校在 投量的人力、物力进行人防与物防，但是人防与物防不 安全防范建设中以经济因素为由而选用一些落后但是相对 仅耗资巨大，而且存在一些不可避免的漏洞。虽然技术防范 便宜的安全防范器材，这些器材往往由于成像质量差、稳定性 码管驱动电路，最终使得数值在数码管上显示。 按键功能的正常操作。 （二）程序流程图。主程序流程图如图５所示，程序在执 程序中一直按住加／减速键不放时，持续加速和持续减 行过程中判断按键是否按下，如果按下进行判断是正转的加 速直到放开停止，就需在判断是否松开该按键时，每进行一 速或减速，还是反转的加速或减速，确定后接收和处理霍尔 次增加／减少一定的占空比。 传感器传输的数据，进行计算，并通过数码管进行显示。 四、结语 本设计经过前期的电路设计和软件编程，后续利用Ｐｒｏ— ｔｅｕｓ仿真软件进行仿真，并且进行调试，能够实现利用ＰＷＭ 对直流电动机的控制，增强对直流电机速度的可控性，提高 调速系统的精度，且成本低廉，具有很好的使用价值 【参考文献】 ［１］彭伟．单片机ｃ语言程序设计实训１００例［Ｍ］．北京：电 子工业出版社，２０１０，６ ［２］郭志勇．单片机应用技术项目教程（Ｃ语言版）［Ｍ１．北 京：中国水利水电出版社，２０１１．１ ［３］郭天祥．５１单片Ｃ语言教程［Ｍ］．北京：电子．Ｙ－业出版 社，２０１０，５ 按键信号的处理采用中断方式，利用软件延时消抖实现 ［４］龚运新．单片机Ｃ语言项目式教程［Ｍ］．北京：北京邮电 大学出版社，２０１６，７ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｒｉｂｕｎｅ ．７ ．
