基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计摘要基于单片机的无刷直流电动机控制系统,主要由无刷直流电动机、单片机和驱动主回路构成,其控制核心是C515C单片机。该单片机主要完成位置传感器信号的采集,电动机换相信号的输出,电动机转速的测量,以及数字PWM调速信号的输出,电流的采集等功能。并通过软件编程实现速度的PI调节,构成电动机转速闭环控制系统。电动机驱动电路采用的是具有开关速度快、损耗低、驱动功率小的MOSFET管构成的全桥式控制方式。该系统的特点就是结构简单,实现了全数字式控制,在运行中获得了良好的动静态性能。关键词：无刷直流电动机，单片机，PWM控制ABSTRACTThecontrolsystemofbrushlessDCmotorwithsingle­chipmicrocontrollerisintroduced.ThesystemconsistsofbrushlessDCmotor,single­chipmicrocontrolleranddrivecircuitwithC515Casthecontrollingcore.Theacquisitionofpositionsensorsignals,theoutputofchange­phasesignals,themeasurementofspeedofthemotor,outputofthedigitalPWMandA/Dconversionofthemotor'scurrentarecompletedbyC515C.ThespeedPImodulationisrealizedbythesoftware.ThePIrealizestheclose­loopcontrolofthespeed.Inaddition,the3­phasefullcontrolbridgeofMOSFETtube,withhighswitchspeed,lowdepreciationandlowdrivepower,isusedinpowerdrivecircuit.Themainpropertiesofthecontrolsystemare:simplestructure,digitalcontrol,andgooddynamicandstaticproperties.KEYWORDS：brushlessDCmotor;single­chipmicrocontroller;PWMcontrol目录HYPERLINK\l"_Toc199822641"摘要ⅤHYPERLINK\l"_Toc199822642"AbstractⅤ一、前言（绪论、引言）11.1选题背景11.2研究背景11.3研究目标1二、国内外现状12.1无刷直流电机的发展现状12.2单片机的发展现状32.2.1内部结构的进步32.2.2功耗、封装及电源电压的进步32.2.3工艺上的进步4三、设计原理43.1无刷直流电动机简介43.2无刷直流电动机的基本工作原理53.3无刷直流电动机的换相原理53.4单片机简介63.5单片机的硬件特性6四、设计方案74.1系统硬件设计74.2转子位置检测74.3换相控制84.4转速的测量和控制84.5转速设定84.6电流限制84.7正反转控制94.8系统软件设计9五、实验结果及结论115.1结论与不足115.2总结12致谢13参考文献13绪论一、前言1.1选题背景模拟器件有本质的缺陷；元器件特征参数受温度影响；器件的老化；不便于维护、无法升级。随着微处理器性能的不断提高，以单片机为核心的数字控制系统正逐渐应用于无刷直流电动机的控制，并取得了非常好的效果。它终将取代模拟控制系统。1.2研究背景这种电机结构简单，运行可靠，没有火花，电磁噪声低，广泛应用于现代生产设备、仪器仪表、计算机外围设备和高级家用电器。无刷直流电机利用电子换向器取代了传统直流电机中的机械电刷和机械换向器，因此不仅保留了直流电动机运行效率高和调速性能好等优点，又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点。由于不受机械换向限制，易于做到大容量、高转速，目前在航天、军工、数控、冶金、医疗器械等领域已得到大量应用。1.3研究目标直流电动机的机械电刷和换向器因强迫性接触,造成其结构复杂、可靠性差、变化的接触电阻、火花、噪声等一系列问题,影响了直流电动机的调速精度和性能。随着电子技术、功率元件技术和高性能的磁性材料制造技术的发展,无刷直流电动机利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向器,因此,使这种电动机不仅保留了直流电动