项目2　数控直流电动机调速电路

设计任务

利用AT89C51单片机对直流电动机进行转速控制。通过调节可调电位器，使可调电位器输出不同的模拟电压，然后经过ADC0809芯片，将模拟电压转换为数字量，并作为PWM波的时间常数，从而控制直流电动机的转速。

基本要求

用AT89C51单片机输出占空比可调的PWM波，通过直流电动机驱动电路使直流电动机按一定转速旋转。

通过ADC0809芯片将模拟电压实时转换为数字量，然后用AT89C51单片机读取这个数字量，将数字量作为PWM波的时间常数，用以调节PWM波的占空比，进而调节直流电动机的转速。

总体思路

本设计主要通过ADC0809芯片构建数字电路，以实现控制直流电动机调速的功能。通过AT89C51单片机输出占空比可调的PWM波可以调节直流电动机的转速。

系统组成

数控直流电动机调速电路主要分为以下4个模块。

模拟电压输入电路：为整个数控直流电动机调速电路提供被测的模拟电压0～5V。

AD转换电路：将被测的模拟电压转换成数字量，并通过单片机对数字量进行处理。

单片机电路：产生占空比可调的PWM波。

直流电动机驱动电路。

数控直流电动机调速电路系统框图如图2-1所示。

图2-1　数控直流电动机调速电路系统框图

模块详解

数控直流电动机调速电路如图2-2所示。下面分别对数控直流电动机调速电路的各模块进行详细介绍。

图2-2　数控直流电动机调速电路

1.模拟电压输入电路

模拟电压输入电路模块由一个阻值为10kΩ的可调电位器和5V电源组成。可调电位器的两端接到5V电源上，这样可调电位器的中间抽头引出线的电压就为0～5V的模拟电压。该模拟电压在图2-2中用信号源来代替。

2.AD转换电路（见图2-3）

在本设计中，ADC0809芯片是8位逐次逼近型AD转换器。AD转换电路由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个AD转换器和一个三态输出锁存器组成。该模块的数字量输出范围为0～255。输入时钟信号是单片机的P2.4引脚产生的脉冲信号。从AD转换器输出信号送往单片机P2.5引脚进行数据处理。AD转换器的输出引脚A0～A7分别连到单片机的P1.0～P1.7引脚。

图2-3　AD转换电路

3.单片机电路

AT89C51单片机电路主要进行内部程序处理，并将采集的数字量进行译码处理。该模块包括AT89C51单片机、晶振电路和复位电路。复位电路采用上拉电解电容复位电路。晶振电路采用HMOS型MCS-51的振荡电路。在设计印制电路板时，晶体和电容应尽可能安装在AT89C51单片机附近，以减少寄生电容，保证晶振电路稳定可靠工作。AT89C51单片机晶振频率采用12MHz。AT89C51单片机电路如图2-4所示。