一种直流电机控制和测速系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种直流电机控制和测速系统，系统包括控制电路、显示电路、按键电路、霍尔元件测速电路、电机驱动电路，所述控制电路的输出端连接显示电路，所述按键电路连接控制电路的输入端，所述控制电路的驱动端连接电机驱动电路，所述霍尔元件测速电路设有安装在电机上的霍尔元件，所述霍尔元件测速电路连接并输出转速信号至控制电路。该系统电路简单、可靠性强价、便宜实用，通过单片机的控制可实现电机暂停、启动、加速、减速、测速和数码管的实时显示，并且可以设置不同的电机速度档位，通过数码管实时的显示电机的转速和档位。过数码管实时的显示电机的转速和档位。过数码管实时的显示电机的转速和档位。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电机控制和测速系统


[0001]本专利技术涉及基于51单片机控制的直流电机控制和测速系统，尤其涉及一种单片机控制直流电机启动、暂停、加减速、测速并通过数码管实时显示的系统。

技术介绍

[0002]随着电机技术的发展，直流电机的成本大大降低，而其具有的响应快速、启动转矩较大、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能越来越受到人们的重视，从而在各个领域中被广泛应用。直流电机的调速也成为一项应用性很强的技术，与其他电动机相比较而言，直流电动机有着比较优良的调速性能，用其设计出来的低成本易携带的家用电器受到普通百姓的欢迎，因此需要设计出了一种直流电机控制系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是实现一种基于51单片机控制的直流电机控制和测速系统，通过单片机的控制可实现电机暂停、启动、加速、减速、测速和数码管的实时显示，并且可以设置不同的电机速度档位，通过数码管实时的显示电机的转速和档位。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种直流电机控制和测速系统，系统包括控制电路、显示电路、按键电路、霍尔元件测速电路、电机驱动电路，所述控制电路的输出端连接显示电路，所述按键电路连接控制电路的输入端，所述控制电路的驱动端连接电机驱动电路，所述霍尔元件测速电路设有安装在电机上的霍尔元件，所述霍尔元件测速电路连接并输出转速信号至控制电路。
[0005]所述的控制电路主要由单片机来控制，编写一段程序使单片机发出的PWM脉冲来实现对驱动的控制。新一代的单片机增加了很多的功能，其中包括PWM功能。单片机通过初始化设置，使其能自动的发出PWM脉冲波，只有在改变占空比的时候CPU才干预。
[0006]LED数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字。可以显示：时间、日期、距离等可以用数字代替的参数。在专利技术中采用了四位数码管，用动态驱动来显示具体的数值。动态驱动是将所有数码管的8个显示"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，通过由各自独立的I/O线控制，当单片机的P0口输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对P2.4
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P2.7位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示就是动态驱动。按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
[0007]所述的电路有4个按键，其中一个是复位按键，另外三个按键分别为暂停/启动键
(用来控制电机的启动或者是暂停)、加速键和减速键。
[0008]霍尔元件用于测量直流电机的转速，霍尔元件是磁敏元件，根据其测速原理，在被测电机的转轴上装了一个码盘，码盘的上面装上装两个磁体，当电机旋转时，电机的转轴也跟着旋转，轴上装的码盘和码盘上的磁体会跟着一起旋转，旋转时，每当磁体经过霍尔元件，霍尔元件就发出一个信号，经放大整形得到脉冲信号，也有的霍尔元件可以直接输出脉冲信号，送运算，两个脉冲的间隔时间就是周期，由周期可以换算出转速，也可计数单位时间内的脉冲数，再换算出转速。
[0009]所述的电机驱动电路由三极管控制其导通和关断，并加以续流二极管来保护电机，消耗掉电机产生的反电动势。
[0010]对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。
[0011]该系统电路简单、可靠性强价、便宜实用，通过单片机的控制可实现电机暂停、启动、加速、减速、测速和数码管的实时显示，并且可以设置不同的电机速度档位，通过数码管实时的显示电机的转速和档位。
附图说明
[0012]下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
[0013]图1是5V供电电路结原理图；
[0014]图2是单片机的复位电路的原理图；
[0015]图3是单片机的时钟电路；
[0016]图4是单片机的电源电路。
[0017]图5是电机控制电路。
[0018]图6是霍尔元件检测电路。
[0019]图7是单片机的按键控制电路。
[0020]图8是程序下载接口。
[0021]图9是51单片机和数码管显示电路。
[0022]图10是程序功能流程图。
具体实施方式
[0023]下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0024]本专利技术以STC89C51单片机最小系统为控制核心，数码管用来显示电机的转速档位和转速，由PNP的三极管8550驱动数码管，采用4个独立式按键分别控制电机的启动/暂停、加速、减速和复位。显示部分采用4位数码管与单片机P0口相连，数码管的位选位由单片机的P2口控制，数码管的段选位由单片机的P0口控制，并用三极管8550驱动电机控制直流电机的转动，通过霍尔传感器测速，单片机控制可实现直流电机的加减速，对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可，硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值。
[0025]霍尔传感器测速是在被测电机的转轴上装了一个码盘，码盘的上面装两个磁体，
当电机旋转时，电机的转轴也跟着旋转，轴上装的码盘和码盘上的磁体会跟着一起旋转，旋转时，每当磁体经过霍尔元件，霍尔元件就发出一个信号，经放大整形得到脉冲信号，也有的霍尔元件可以直接输出脉冲信号，送运算，两个脉冲的间隔时间就是周期，由周期可以换算出转速，也可计数单位时间内的脉冲数，再换算出转速。通过直流电机测速，是通过霍尔元件的特性制作的。通过测量当前直流电机的转速对，额定转速的计算，求出当前的转速。并通过数码管实时显示出转速来。用PWM的方法，同过对占空比的调节，来实现电机转速的不同。
[0026]图1是5V电源供电部分，其中，J1是DC电源接口，SWI是电源总开关，它是一个自锁开关，J1电源接口供电以后，按下SW1自锁开关，开始对整个电路供电。
[0027]图2是单片机的复位电路，它包含上电复位和手动复位，要使单片机复位，需要给单片机的第九引脚一个20us以上的高电平，系统刚上电的时候，C2电容开始充电通过一个10k的下拉电阻，RST端口会从低电平变为一个高电平，持续一段时间的高电平使单片机复位，然后RST变比低电平，手动复位是按下K16按键后导通，手动按键的时间是大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电机控制和测速系统，其特征在于：系统包括控制电路、显示电路、按键电路、霍尔元件测速电路、电机驱动电路，所述控制电路的输出端连接显示电路，所述按键电路连接控制电路的输入端，所述控制电路的驱动端连接电机驱动电路，所述霍尔元件测速电路设有安装在电机上的霍尔元件，所述霍尔元件测速电路连接并输出转速信号至控制电路。2.根据权利要求1所述的直流电机控制和测速系统，其特征在于：所述控制电路设有单片机，所述单片机预设程序用于发出PWM脉冲来实现对驱动的控制，所述单片机通过初始化设置发出PWM脉冲波。3.根据权利要求1所述的直流电机控制和测速系统，其特征在于：所述显示电路具有LED数码管，所述LED数码管的引脚连接控制电路的输出端。4.根据权利要求3所述的直流电机控制和测速系统，其特征在于：所述LED数码管为四位数码管，用于显示时间、日期、距离参数，并用动态驱动来显示具体的数值。5.根据权利要求1所述的直流电机控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，
申请(专利权)人：安徽信息工程学院，
类型：发明
国别省市：