摘要：本文深入研讨了电机调速体系，以单片机为操控器规划了直流电机长途智能监控体系.该体系由电机驱动模块、按键操控模块、光电测速模块、显现模块、报警模块以及GPRS模块等组成。该体系能够完成对直流电机的开关操控、调速操控、正回转操控、报警、实时显现以及经过GPRS模块长途实时监控等功用。
关键词：直流电动机;脉冲宽度调制;单片机;GPRS
跟着现代化脚步的跨进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机的杂乱操控变成干流;直流电动机由其具有杰出的起动、制动功用，适宜在大规模内滑润调速功用，在许多需求调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的使用。跟着电力电子技能、微电子技能和自动操控技能的开展以及各种新的理论办法，PWM操控技能获得了空前的开展;特别是单片机技能的使用以及无线通讯技能的开展，使直流电机调速技能又进入到一个新的阶段，智能化、长途监控以及高可靠性已成为它开展的趋势。因而文中规划了根据单片机的直流电机长途智能监控体系。
1 体系规划思路
本文直流电机调速体系以单片机体系为依托，根据PWM调速的基本原理，以直流电机电枢上电压的占空比来改动均匀电压的巨细，然后操控电动机的转速为根据，完成对直流电动机的滑润调速;经过单片机操控直流电机加快、减速、正转以及回转的改动;经过单片机来看操控液晶显现器显现电机的实时工况信息;经过使用GPRS模块来完成度直流电机的长途实时监控。文中所研讨的根据单片机的直流电机长途智能监控体系主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件体系由单片机模块、电机驱动模块、速度收集模块、LCD液晶显现模块、报警模块、键盘操控模块以及CPRS无线传输模块等组成。
2 硬件电路规划
文中硬件部分单片机模块、电机驱动模块、速度收集模块、LCD液晶显现模块、报警模块、按键操控模块以及GPRS无线传输模块等组成。其间单片机模块是本文的中心模块，它操控整个体系的运转，使用其各个口别离操控其他模块，使其他模块能够成为一个全体，完成所需的功用。键盘操控模块用四个独立按键完成操控直流电机的加快、减速、正转和回转;使用速度收集模块来收集直流电机的实时转速;使用1602来实时显现直流电机的作业状况;报警模块主要指当监测到直流电机转速超越正常阈值规模时完成越限报警。电机驱动模块担任按单片机操控直接驱动电机作业。无线传输模块中选用GPRS技能，完成了对直流电机的长途监控。
2.1 单片机模块规划
单片机操控模块主要由单片机和相关元器材构成的单片机最简体系，本文对电机的相关操控是经过单片机操控模块来完成的，关于单片机来说，经过编程设置其办法寄存器TMOD可设定守时器作业于所需的守时办法，设定好守时时刻，在时刻抵达时就会发生守时中止，单片机呼应守时中止，在守时中止中根据所需的时刻操控相应输出端口的电平，即可完成对输出操控端口信号的频率、占空比的操控，然后到达操控要求的一种电压调整办法。单片机模块如图1所示由单片机、晶振电路和复位电路构成。
2.2 速度收集模块电路规划
本体系选用光电开关丈量设备来实对电机速度和转向的丈量。光电式测速传感器的作业原理是根据光电改换原理，将被测轴的转速转换为电脉冲信号。光电式测速传感器输出信号的波形比较规整，挨近规范方波，简直无搅扰信号发生。本文测速电路如图所示2所示。R6用来约束发射二极管的电流。发射管的电流大则发射功率大，但不能超越它的极限电流，它的极限输入正向电流为50 mA。
2.3 键盘模块规划
文中规划的键盘模块是由4个按钮组成的开关矩阵，用户能经过键盘向计算机输入指令，经过I/O口衔接，将每个按钮的一端接到单片机的I/O口，另一端接地，按键详细功用为：一个为“加快按键”，一个为“减速按键”，一个为“正转按键”、最终一个为“回转按键”。按键电路图如图3所示。
2.4 电机驱动模块规划
经过调理直流电机的电压能够改动电机的转速，文顶用脉宽调制(PWM)来完成调速。一般用软件模仿能够有延时和守时两种办法，文中选用守时办法来发生PWM信号;因为电机具有较大的理性，电流不能骤变，若遽然将电流堵截将在功率管两头发生巨大的电压，简单损坏器材。为维护芯片而加上续流电路，文中使用二极管的单导游通性来完成续流;使用H桥电路来完成直流电机相关操控。电机驱动电路模块如图4所示。
2.5 显现模块电路规划
液晶显现器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显现器无法比拟的长处，近几年来被广泛用于单片机操控的智能仪器、外表和低功耗电子产品中。单片机能够经过数据总线与操控信号直接选用存储器拜访方式、I/O设备拜访方式操控该液晶显现模块。本规划根据1602引脚功用来与单片机进行衔接，其间液晶的D0-D7接单片机的P0端，是数据和指令的读写端。RS、RW和EN端则用于初始化液晶和操控液晶功用的敞开。其与单片机的硬件衔接电路图如图5所示。
2.6 GPRS通讯模块电路规划
现在市场上的干流GSM/GPRS模块有以下几种：BENQ公司的M22/M23模块、SI—EMENS公司的MC 35/M C39模块、索尼公司的GR47/GR48模块。本文挑选BenQ公司的M23通讯模块。本文利于MAXIM公司出产的MAX232接口芯片完成单片机与 GPRS模块的通讯，使用单片机的RXD、TXD接口衔接到MAX232串行口接纳或发送数据和指令。规划电路如图6所示。
3 体系软件规划
针对上述硬件体系规划了相关的程序来完成对直流电机的相关操控、显现相关信息以及与GPRS模块通讯等功用。根据体系需求规划了主程序、体系初始化程序、电机驱动程序、速度收集程序、按键处理程序、报警程序、显现模块程序以及GPRS模块程序等相关程序。因为篇幅联系本文就不给出详细程序。
4 定论
文中规划了根据单片机的直流电机长途智能监控体系，该体系的硬件和软件规划结构合理、功用完善，完成了对直流电机正转、回转、加快以及减速的平稳操控、完成了对电机作业状况的实时显现、超限报警以及使用GPRS模块长途智能操控等功用。
