中山学院嵌入式实验报告(三).doc

电子科技大学中山学院电子信息学院 学生实验报告 课程名称 嵌入式系统设计 实验名称 电机转动控制实验 班级 12信息工程 实验时间 2015年4 月15日 姓名，学号 指导教师 顾菘 报 告 内 容 一、实验目的和任务 1．熟悉ARM本身自带的六路即三对PWM，掌握相应寄存器的配置。 2．编程实现ARM系统的PWM输出用于控制直流电机。 3．了解直流电机的工作原理， 4．掌握带有PWM的CPU编程实现其相应功能的主要方法。 二、实验原理简介 直流电机 1）直流电动机的PWM电路原理 晶体管的导通时间也被称为导通角а，若改变调制晶体管的开与关的时间，也就是说通过改变导通角а的大小，来改变加在负载上的平均电压的大小，以实现对电动机的变速控制，称为脉宽调制 (PWM)变速控制。在PWM变速控制中，系统采用直流电源，放大器的频率是固定，变速控制通过调节脉宽来实现。构成PWM的功率转换电路或者采用H桥式驱动，或者采用 T式驱动。由于T式电路要求双电源供电，而且功率晶体管承受的反向电压为电源电压的两倍。因此只适用于小功率低电压的电动机系统。而H桥式驱动电路只需一个电源，功率晶体管的耐压相对要求也低些，所以应用得较广泛，尤其用在耐高压的电动机系统中。 图3－1脉宽调制 (PWM)变速原理 2）直流电动机的PWM等效电路 一个直流电动机的PWM控制电路的等效电路中，传送到负载 (电动机)上的功率值决定于开关频率、导通角度及负载电感的大小。 开关频率的大小主要和所用功率器件的种类有关，对于双极结型晶体管(GTR)，一般为lkHz至5kHz，小功率时(100W，5A以下)可以取高些，这决定于晶体管的特性。对于绝缘栅双极晶体管(IGBT)，一般为5kHz至l2kHz；对于场效应晶体管(MOSFET)，频率可高达2OkHz。另外，开关频率还和电动机电感有关，电感小的应该取得高些。 图3－2 a) 等效电路 b) PWM电路中电流和电压波讨论 当接通电源时，电动机两端加上电压UP，电动机储能，电流增加，当电源中断时，电枢电感所储的能量通过续流二极管VD继续流动，而储藏的能量呈下降的趋势。 除功率值以外，电枢电流的脉动量也与电动机的转速无关，仅与开关周期、正向导通时间及电机的电磁时间常数有关。 3）开发平台中直流电机驱动的实现 开发板中的直流电机的驱动部分由于S3C2410X芯片自带PWM定时器，所以控制部分省去了三角波产生电路、脉冲调制电路和PWM信号延迟及信号分配电路，取而代之的是S3C2410X芯片的定时器0、1组成的双极性PWM发生器。 三、实验内容和数据记录 1．新建工程，将“Exp4电机转动控制实验”中的文件添加到工程。 2．编写直流电机初始化数（MotorCtrl.c） 图6-6 直流电机初始化数 3．控制直流电机 图6-7 控制直流电机 四、结论与心得 成绩 教师签名 批改时间 年 月 日