本发明涉及直流电机调速领域，尤其涉及一种基于单片机的直流电机调速系统。
背景技术：
直流电机具有良好的起动、制动性能，适宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域得到了广泛的应用。早期直流电机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路及数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，由于元器件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，且系统非常不灵活，调试困难，使系统的运行可靠性和准确性得不到保证。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于单片机的直流电机调速系统，能够实现直流电机的平滑调速，保证电机安全可靠地运行。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于单片机的直流电机调速系统，包括依次相连的单片机、pwm产生器及驱动放大器，驱动放大器的输出端与直流电机相连，所述直流电机的输出端依次经测速发电机、滤波器和a/d转换器与单片机的输入端相连，pwm产生器用于产生pwm信号，通过驱动放大器来驱动直流电机，测速发电机用于检测电机速度，并通过滤波器和a/d转换器处理后反馈至单片机，在单片机内部进行pi计算，控制输出量，调节pwm产生器输出波形的占空比，实现电机的调速控制。
优选地，所述驱动放大器包括反相器、第一驱动芯片和第二驱动芯片，第一驱动芯片的12引脚与第二驱动芯片的10引脚一起经反相器连接pwm产生器，第一驱动芯片的10引脚与第二驱动芯片的12引脚相连，并与pwm产生器的输出端相连，所述第一驱动芯片的7引脚经第一电阻与第一开关管的栅极相连，第一开关管的漏极连接电源正极，第一开关管的源极经第一电容与第一驱动芯片的6引脚相连，第一开关管的源极与直流电机的一端相连，第一开关管的源级和漏极之间并联有第二二极管，所述直流电机的另一端与第三开关管的源极相连，第三开关管的漏极连接电源正极，第三开关管的源极和漏极之间并联有第五二极管，第三开关管的栅极与直流电机的另一端相连；所述第一开关管的源极还与第二开关管的漏极相连，第二开关管的源极与第四开关管的源极相连，第四开关管的漏极与第三开关管的源极相连，第四开关管的源极和漏极之间并联有第六二极管，所述第四开关管的源极还经第五电阻接地；
所述第一驱动芯片的6引脚经第一二极管连接电源正极，第一驱动芯片的5引脚与第一开关管的源极相连，第一驱动芯片的3引脚连接电源正极，第一驱动芯片的2引脚经第二电容连接电源正极，第一驱动芯片的2引脚还接地；所述第二驱动芯片的7引脚经第三电阻与第三开关管的栅极相连，第二驱动芯片的6引脚经第四二极管连接电源正极，第二驱动芯片的6引脚还经第三电容与第二驱动芯片的5引脚相连，第二驱动芯片的5引脚与第三开关管的源极相连，第二驱动芯片的3引脚连接电源正极，第二驱动芯片的3引脚还经第四电容与第二驱动芯片的2引脚相连，第二驱动芯片的1引脚经第四电阻与第四开关管的栅极相连。
优选地，所述第一驱动芯片和第二驱动芯片均采用ir2110驱动芯片。
本发明通过调节pwm产生器输出波形的占空比来实现直流电机速度的控制，通过pwm产生器产生pwm信号，通过驱动放大器来驱动直流电机，利用测速发电机来检测电机速度，并通过滤波器和a/d转换器处理后反馈至单片机，在单片机内部进行pi计算，控制输出量，调节pwm产生器输出波形的占空比，实现电机的调速控制，从而能够实现直流电机的平滑调速，保证电机安全可靠地运行。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明所述驱动放大器的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1及图2所示，本发明所述的一种基于单片机的直流电机调速系统，包括依次相连的单片机、pwm产生器及驱动放大器，驱动放大器的输出端与直流电机相连，所述直流电机的输出端依次经测速发电机、滤波器和a/d转换器与单片机的输入端相连，pwm产生器用于产生pwm信号，通过驱动放大器来驱动直流电机，测速发电机用于检测电机速度，并通过滤波器和a/d转换器处理后反馈至单片机，在单片机内部进行pi计算，控制输出量，调节pwm产生器输出波形的占空比，实现电机的调速控制。
驱动放大器包括反相器ic1、第一驱动芯片ic2和第二驱动芯片ic3，在本实施例中，第一驱动芯片ic2和第二驱动芯片ic3均采用ir2110驱动芯片，第一驱动芯片ic2的12引脚与第二驱动芯片ic3的10引脚一起经反相器ic1连接pwm产生器，第一驱动芯片ic2的10引脚与第二驱动芯片ic3的12引脚相连，并与pwm产生器的输出端相连，第一驱动芯片ic2的7引脚经第一电阻r1与第一开关管q1的栅极相连，第一开关管q1的漏极连接电源正极vcc，第一开关管q1的源极经第一电容c1与第一驱动芯片ic2的6引脚相连，第一开关管q1的源极与直流电机m的一端相连，第一开关管q1的源极和漏极之间并联有第二二极管d2，所述直流电机m的另一端与第三开关管q3的源极相连，第三开关管q3的漏极连接电源正极vcc，第三开关管q3的源极和漏极之间并联有第五二极管d5，第三开关管q3的栅极与直流电机m的另一端相连；第一开关管q1的源极还与第二开关管q2的漏极相连，第二开关管q2的源极与第四开关管q5的源极相连，第四开关管q4的漏极与第三开关管q3的源极相连，第四开关管q4的源极和漏极之间并联有第六二极管d6，第四开关管q4的源极还经第五电阻r5接地；
第一驱动芯片ic2的6引脚经第一二极管d1连接电源正极vcc，第一驱动芯片ic2的5引脚与第一开关管q1的源极相连，第一驱动芯片ic2的3引脚连接电源正极vcc，第一驱动芯片ic2的2引脚经第二电容c2连接电源正极vcc，第一驱动芯片ic2的2引脚还接地；第二驱动芯片ic3的7引脚经第三电阻r3与第三开关管q3的栅极相连，第二驱动芯片ic3的6引脚经第四二极管d4连接电源正极vcc，第二驱动芯片ic3的6引脚还经第三电容c3与第二驱动芯片ic3的5引脚相连，第二驱动芯片ic3的5引脚与第三开关管q3的源极相连，第二驱动芯片ic3的3引脚连接电源正极vcc，第二驱动芯片ic3的3引脚还经第四电容c4与第二驱动芯片ic3的2引脚相连，第二驱动芯片ic3的1引脚经第四电阻r4与第四开关管q4的栅极相连。
第一驱动芯片ic2的10引脚与第二驱动芯片ic3的12引脚相连，第一驱动芯片ic2的12引脚与第二驱动芯片ic3的10引脚相连，这样就使得两个驱动芯片的输出信号相反；当第一驱动芯片ic2和第二驱动芯片ic3的10引脚为高电平，且当第一驱动芯片ic2的1引脚为低电平而7引脚为高电平时，第二开关管q1截止，第一电容c1上的电压经第一驱动芯片ic2加在第一开关管q1的栅极上，使得第一开关管q1导通，同理第四开关管q4导通，电源vcc经第一开关管q1、直流电机m和第四开关管q4形成回路，此时直流电机m正转。
当第一驱动芯片ic2和第二驱动芯片ic3的10引脚为低电平、12引脚为高电平，且第一驱动芯片ic2的1引脚为高电平而7引脚为低电平时，第二开关管q2导通，第一开关管q1截止，此时第二开关管q2的漏极接近零电平，电源vcc通过第一二极管d1向第一电容c1充电，为第一开关管q1的导通做准备，同理电源vcc通过第四二极管d4向第三电容c3充电，为第四开关管q4的导通做准备，电源vcc经第三开关管q3、直流电机m和第二开关管q2形成回路，直流电机m反转。在此过程中，测速发电机检测直流电机m速度，并通过滤波器和a/d转换器处理后反馈至单片机，在单片机内部进行pi计算，控制输出量，调节pwm产生器输出波形的占空比，实现直流电机m的调速控制。