3.直流電機驅動電路設計

　　從單片機直接輸出的控制信號無法直接驅動12V直流電機，目前大多采用H橋式驅動，為便于制作，驅動模塊采用光電耦合器對控制電路和主電路進行隔離，達到保護作用。U3輸出PWM控制信號通過三極管反相驅動電機，實現電機的調速。驅動電路圖如圖3所示。

　　4.測速電路設計

　　測速模塊由U型光電開關、轉盤及外圍電路組成，電機轉動時帶動轉盤轉動，轉盤上附有八個小孔，當轉盤轉動一周產生八個脈沖信號，由此可以把電機轉動的物理量轉換成變化的脈沖信號，經Q5開關驅動輸送到單片機外部中斷P3.3進行計數，實現對電機速度的監測。測速電路如圖4所示。

　　設計中應用了比較常見的光電測速方法來實現，其具體做法是將電機軸上固定一圓盤，在測速模塊中U型光耦。通過轉盤上八個圓孔，產生脈沖信號。電動機轉到孔處時，發光二極管通過縫隙將光照射到光敏三極管上，三極管導通，反之三極管截止。

　　U型光電開關與轉盤的安裝如圖5所示：把轉盤固定在電動機的轉軸上，安裝U型光耦，把光耦插入轉盤上，用螺絲固定，轉盤邊要安裝在U型光電開關的槽中間。

　　5.調速和測速系統的軟件設計

　　系統軟件采用C51語言開發，模塊化設計。定時器中斷工作在16位計數方式，實現數碼管顯示、PWM控制。外部中斷采用負邊沿觸發，實現電機轉速的測量。程序流程圖如圖6.

　　6.小結

　　基于單片機控制直流電機的測速與調速系統設計方案是將輸入的信號通過單片機轉換后輸出控制信號通過驅動電路調節直流電動機的轉速，并且能實時監控直流電動機的速度。由于采用的是PWM控制技術可以達到高精度的速度控制。測速采用光電開關，輕松實現速度的檢測，為此，方案中所設計的直流電機的測速與調速系統具有速度輸入、檢測、顯示、脈寬調制、電機驅動等主要電路，便于對電機速度進行控制與顯示。