直流电机驱动电路设计 - 基于直流电机调速与测速系统设计方案

　　3.直流电机驱动电路设计

　　从单片机直接输出的控制信号无法直接驱动12V直流电机，目前大多采用H桥式驱动，为便于制作，驱动模块采用光电耦合器对控制电路和主电路进行隔离，达到保护作用。U3输出PWM控制信号通过三极管反相驱动电机，实现电机的调速。驱动电路图如图3所示。

　　

　　4.测速电路设计

　　测速模块由U型光电开关、转盘及外围电路组成，电机转动时带动转盘转动，转盘上附有八个小孔，当转盘转动一周产生八个脉冲信号，由此可以把电机转动的物理量转换成变化的脉冲信号，经Q5开关驱动输送到单片机外部中断P3.3进行计数，实现对电机速度的监测。测速电路如图4所示。

　　

　　设计中应用了比较常见的光电测速方法来实现，其具体做法是将电机轴上固定一圆盘，在测速模块中U型光耦。通过转盘上八个圆孔，产生脉冲信号。电动机转到孔处时，发光二极管通过缝隙将光照射到光敏三极管上，三极管导通，反之三极管截止。

　　U型光电开关与转盘的安装如图5所示：把转盘固定在电动机的转轴上，安装U型光耦，把光耦插入转盘上，用螺丝固定，转盘边要安装在U型光电开关的槽中间。

　　

　　5.调速和测速系统的软件设计

　　系统软件采用C51语言开发，模块化设计。定时器中断工作在16位计数方式，实现数码管显示、PWM控制。外部中断采用负边沿触发，实现电机转速的测量。程序流程图如图6.

　　

　　6.小结

　　基于单片机控制直流电机的测速与调速系统设计方案是将输入的信号通过单片机转换后输出控制信号通过驱动电路调节直流电动机的转速，并且能实时监控直流电动机的速度。由于采用的是PWM控制技术可以达到高精度的速度控制。测速采用光电开关，轻松实现速度的检测，为此，方案中所设计的直流电机的测速与调速系统具有速度输入、检测、显示、脉宽调制、电机驱动等主要电路，便于对电机速度进行控制与显示。