51单片机笔记|（十五）51单片机——呼吸灯与直流电机调速（PWM）嵌入式硬件|单片机|51单片机

目录
学习目标
成果展示
引言
代码
硬件知识
介绍
驱动电路
大功率器件直接驱动
H桥驱动
PWM介绍
产生PWM
模型结构
波形
代码
总结

学习目标

今天我们的学习目标就是实现一个简单的呼吸灯，之后再用PWM实现直流电机的调速功能，驱动我们的电机，制造一个可以调速的小电风扇。

成果展示呼吸灯
直流电机
引言

首先，我们要解决一个问题，就是我们如何去调节LED灯的亮度？第一时间想到的肯定是调电压，只要电压低，亮度不久下来了吗？确实是这样的，但是在单片机中调节电压不现实，所以我们采用让灯亮一下，灭一会，我们通过控制供电的时间，来达到控制LED灯的亮度。其实PWM也是这样类似的思想，那我们从控制灯的亮度开始，来慢慢理解PWM的工作原理吧！

代码

#include sbit LED = P2^0; void Delay(unsigned int t) { while(t--); }void main(){ unsigned int Time,i; while(1){ for(Time = 0; Time < 100; Time++){//改变亮灭时间，由暗到亮 for(i = 0; i < 20; i++){//计次延时 LED = 0; //LED亮 Delay(Time); //延时Time LED = 1; //LED灭 Delay(100 - Time); //延时100-Time } } for(Time = 100; Time > 0; Time--){//改变亮灭时间，由亮到暗 for(i = 0; i < 20; i++){ LED = 0; Delay(Time); LED = 1; Delay(100 - Time); } } } }

【51单片机笔记|（十五）51单片机——呼吸灯与直流电机调速（PWM）】运行结果如上所示，起到了控制LED灯亮度的功能。

硬件知识介绍

直流电机是一种将电能转换为机械能的装置。一般的直流电机有两个电极，当电极正接时，电机正转，当电极反接时，电机反转

直流电机主要由永磁体（定子）、线圈（转子）和换向器组成

除直流电机外，常见的电机还有步进电机、舵机、无刷电机、空心杯电机等

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驱动电路大功率器件直接驱动

ULN2003D在我们之前介绍过，后面那个相当三极管，起到放大电路的作用，下面的二极管起到保护电路的作用，因为电机可能感应出来比较大电压，从而烧坏电路，

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H桥驱动

就是通过导通Q1、Q4形成正向电流或者Q2、Q3形成反向电流，但就是需要确保反向电流不会损坏电路。

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PWM介绍

PWM（Pulse Width Modulation）即脉冲宽度调制，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速、开关电源等领域

PWM重要参数：

频率 = 1 / TS占空比 = TON / TS精度 = 占空比变化步距

其实就是通过不断给电压，不给电压，来调节频率，和之前的呼吸灯类似。

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产生PWM 模型结构

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波形

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其实核心原理还是一样的，只不过我们使用定时器来实现PWM。我们结合我们的代码来理解要好一点。

代码

#include "Nixie.h" #include "Time0.h"sbit Motor = P1^0; unsigned char Counter,Compare; //计数值和比较值，用于输出PWM unsigned char KeyNum,Speed; void main(){ Timer0_Init(); Compare = 4; while(1){KeyNum = Key(); if(KeyNum == 1){ Speed++; Speed %= 4; if(Speed==0){Compare=0; } //设置比较值，改变PWM占空比 if(Speed==1){Compare=45; } if(Speed==2){Compare=70; } if(Speed==3){Compare=90; } } Nixie(1,Speed); } }void Timer0_Routine() interrupt 1 { static unsigned int T0Count; TL0 = 0xAD; //设置定时初始值 TH0 = 0xFF; Counter++; Counter%=90; if(Counter < Compare){ Motor = 1; }else Motor = 0; }

总结