在之前，我们在课本里学到的是，如果想要改变电机转速，可以选择改变电枢回路的电阻或者调节两端负载电压等，可是随着生产规模的不断扩大，渐渐地，这些方法已经不能够完全满足自动化系统在生产过程中遇到的各种特殊要求，相应的，行业内部对于直流电机的需求也越来也多，并且对它们的性能提出了更高的要求。

正因为如此，研制高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。

此设计即以此为出发点，利用单片机来实现对电机转速的监测和控制。为了契合这一目标，完善系统内部的测速显示势在必行，这套系统也是利用了国内外现在最普遍的间接测量，借助相关的器件，将转速这一物理量进行转化，使之能够被准确计数。

1。4  本文主要内容

本文主要讲述的是依靠单片机的电气设计，通过单片机来控制直流电机的转速以及转向，简单的来说，要求设计满足操作者的要求，可以通过按键电路的操作，分别实现电机的正反转和增减速，更重要的是，操作者要可以明确的知晓当前操作的实时转速，所以相应的要增加测速显示电路，依靠传感器的间接测量转速，再经过液晶显示屏实现显示。

本章着重介绍了目前国内外的技术发展现状，通过相关知识的着重深入，了解了电机的应用以及前世今生，测速技术的更新换代，看到了设计的盲点，了解了些以前没有涉及的知识点，为后面完成本次设计奠定了基础，而且结合课本所学知识，对本次设计的大概已经有了腹稿，并且对相关设计所需要的元器件也有了大致选择。

2。直流调速系统设计

2。1  设计方向

本设计可以按照自己课本所学的理论知识，运用单片机来控制PWM波形的发生，通过相关驱动电路来保证直流电机的稳定工作，当电机转动之后，系统通过霍尔元件，也就是所谓的传感器，以及液晶显示屏，再经由单片机内部所编译程序的循环扫描，通过相应的运算，最终实现对直流电机转速的实时显示。这就是大致的设计主体方向，但是要完成本次设计，必定要在设计的过程中注意，在过程中努力完善。下图2。1就是本设计的系统设计框图。

图2。1  系统设计框图

2。2  直流电机的调速原理

直流电机种类繁杂，但是无论类型发生了何种变化，它都离不开定子和转子。直流电机的工作原理说来也简单，就是电生磁，磁生电的交替过程，一开始，由于直流电机固定部分有环状永磁体，电流通过转子上缠绕的线圈，产生了安培力，于是发生了偏转，当转子与磁场夹角不断变化，磁场发向改变，线圈内部电流方向也发生了变化，结果造成的是总体受力方向不变，于是直流电机旋转。

然而我们需要的不是一成不变的转速，现在我们需要相应的调节，调速的方法我们可以从电动机的机械特性方程中看出，影响电动机转速的不外乎三者，电枢电压、电枢回路总电阻以及主磁通。

相应的，调速方法也就是改变上述三个因素，本设计改变的就是电枢电压，然而不是直接改变电枢电压的大小，而是通过使用单片机，来精确地控制输出电压的导通时间，从而间接的来控制直流电机调速。加之由于单片机工作时连续改变供电电压导通时间，所以可以保证直流电机在一个很宽的调速范围内进行无极调速。

2。3  PWM控制电路原理

本设计利用的是单片机内部集成的定时器发出有规律的矩形波，也就是通俗的说，通过控制端口输出的高低电平的频率，就发出了可主动改变占空比的PWM信号，并以此信号来控制电机驱动电路。文献综述