51单片机—使用PWM对直流电机调速

quan0311 2021-12-14 原文

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– 什么是PWM

PWM（脉宽调制），是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变周期来控制其输出频率。
（脉冲可以理解为是IO口的一次高低电平改变）

– PWM是怎么对直流电机进行调速的

使用PWM对电极调速时，是靠改变占空比（改变脉冲宽度）来控制输出电压的，电压较小电机转速就会下降；再通过改变周期（脉冲的周期）来控制其输出频率，脉冲频率对电机的转速有着决定性作用，脉冲频率越高连续性就越好。
我们一般时通过改变占空比来改变电机转速的。
（占空比：占空比是指一个脉冲循环内，通电（高电平）时间相对于总时间所占的比例。）

– 通过定时器中断实现PWM调速

因为51单片机不附带PWM硬件电路，所以我们一般通过软件模拟PWM，具体是利用定时器中断来实现PWM调速。
改变脉冲宽度：此处利用定时器0的工作方式2（即8位自动装填 TMOD=0X02），一次计时溢出就代表一次脉冲，所以占空比的改变（脉冲宽度的改变是在每一次脉冲改变的）就在中断函数内进行了。
主要是在中断函数内进行占空比设置，如下

void timer0() interrupt 1
{
	pwm_t++;
	if(pwm_t == 255) //将一个周期分成256份
		pwm_t = left_en = right_en = 0;
	if(pwm_left_val == pwm_t)//达到pwm_left_val后开启左使能开关
		left_en = 1;		
	if(pwm_right_val == pwm_t)//达到pwm_left_val后开启右使能开关
		right_en = 1;			 
}

改变周期：那周期的改变是依据什么呢？当然是控制溢出时间了（即控制TH0和TL0的初始值）脉冲周期=定时器溢出时间x占空比的总份数。
当设置周期为0.01s、占空比总份数为256时，可以根据定时器溢出时间算出TH0和TL0的初始值为220。

– 上代码

代码经过本人亲测，可以实现

#include <reg52.h>
sbit left_en=P1^4;
sbit right_en=P1^5;
sbit left_advance=P1^3;
sbit left_back=P1^2;
sbit right_advance=P1^6;
sbit right_back=P1^7;
unsigned char pwm_left_val = 200;//左电机占空比值 取值范围0-170，0最快
unsigned char pwm_right_val = 0;//右电机占空比值取值范围0-170 ,0最快
unsigned char pwm_t=0;//周期计数变量
/*小车前进*/
void forward()
{
	left_advance=1; //左电机前进
	left_back=0;
	right_advance=1; //右电机前进
	right_back=0;
}

//定时器0中断
void timer0() interrupt 1
{
	pwm_t++;
	if(pwm_t == 255) //将一个周期分成256份
		pwm_t = left_en = right_en = 0;
	if(pwm_left_val == pwm_t)//达到pwm_left_val后开启左使能开关
		left_en = 1;		
	if(pwm_right_val == pwm_t)//达到pwm_left_val后开启右使能开关
		right_en = 1;			 
}
void main()
{
	TMOD |= 0x02;//8位自动重装模块
	TH0 = 220;
	TL0 = 220;//11.0592M晶振下占空比最大比值是256,输出100HZ
	TR0 = 1;//启动定时器0
	ET0 = 1;//允许定时器0中断
	EA	= 1;//总中断允许
	while(1)
	{
		forward();//前进		
	}
}