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直流電阻測(cè)試儀系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)

概述：

直流電阻測(cè)試儀具有寬廣的調(diào)速范圍，平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速特性。利用PWM脈沖信號(hào)的占空比決定輸出到直流電機(jī)的平均電壓的大小。通過(guò)調(diào)節(jié)占空比，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，而且輸出電壓可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)。本文以AT89S51單片機(jī)為核心，提出了基于直流電機(jī)調(diào)速與測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，然后給出了系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)，以及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。本方案充分利用了單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有頻率高、響應(yīng)快的特點(diǎn)。

引言

直流電阻測(cè)試儀是工業(yè)生產(chǎn)中常用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成。控制系統(tǒng)的硬件部分復(fù)雜、功能單一，調(diào)試?yán)щy。本方案采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。

1.基于單片機(jī)的PWM直流調(diào)速原理

P W M（脈沖寬度調(diào)制P u l s e W i d t hModulation）簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種技術(shù)，廣泛應(yīng)用在測(cè)量、功率控制與變換等許多領(lǐng)域中。脈寬調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極的偏置，改變晶體管導(dǎo)通時(shí)間。是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。

PWM可以應(yīng)用在許多方面，如電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”.PWM的占空比決定輸出到直流電機(jī)的平均電壓。所以通過(guò)調(diào)節(jié)占空比，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)。

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