STM32F103电机速度测量报告.doc

简介：
本报告详细分析了使用STM32F103微控制器进行电机速度测量的方法与实现过程，包括硬件设计、软件编程及实验结果讨论。 本报告主要介绍了如何使用STM32F103微控制器实现电机转速的测量与控制。STM32F103是一款基于ARM Cortex-M3内核的处理器，适用于各种嵌入式应用，包括但不限于电机控制。 设计过程中首先需要了解STM32F103芯片的基本系统配置，如电源、复位电路和时钟源等。接下来是关键的电机驱动电路部分，通常采用PWM（脉宽调制）技术来调整电机转速。通过改变信号占空比可以调节平均电压值，从而控制电机速度；高电平时间越长，则电机转速越高。本设计中使用了8050和8550晶体管实现PWM驱动，并根据输入模拟信号（DJ）的高低电平变化来调整。 对于测速部分则采用光电编码器作为传感器技术，通过检测调制盘上孔洞遮挡次数计算电机转速；当光线透过或被阻挡时产生高、低电位交替输出。这些电信号经过LM393比较器处理后，计数器记录单位时间内的脉冲数量以确定转速。 按键模块为用户提供交互界面，通常采用独立按键配合上拉电阻实现信号输入功能，在按下状态下向微控制器的IO口发送低电平指令；根据接收到的不同命令调整PWM占空比来改变电机速度。 显示部分则利用OLED屏幕通过IIC总线与STM32F103通信以实时展示转速信息。这种串行协议适用于短距离和低速率的数据传输需求。 软件设计方面主要依赖于STM32 CubeMX配置工具进行外设初始化，包括定时器、中断及GPIO等设置；其中定时器1用于生成PWM信号，而计数器则分别由定时器2监测编码器输出脉冲频率以及通过每秒一次的中断来计算转速。此外，实时控制的核心在于中断服务程序，在每次定时器触发时更新显示并处理电机状态。 本设计旨在满足现代工业生产中对电动机调速的需求，如电动车、电梯或纺织机械等应用场合，并且在节能方面也有显著优势——例如通过调节风机和水泵的流量来达到节省能源的效果。借助精确测量与控制模块可以提高自动化水平及降低能耗。