基于C8051F020单片机的电机变频遥控控制系统

王贤明++何露++郑成

摘 要本文介绍了以C8051F020单片机为核心的遥控控制系统，该系统主要由遥控发射器和C8051F020单片机控制的接收电路以及输入检测、输出控制电路组成。系统结构灵活、成本低，易于扩充和修改。

【关键词】红外线遥控 解码 C8051F020单片机

随着遥控变频技术快速发展，其在农业生产领域内应用越加广泛，尤其是在高压或者是辐射环境以下的工业设备中，对设备操作者身体健康造成直接影响。为了能够保证农业生产质量与安全，应用高质量及效率的变频遥控技术就十分必然，电机控制也能够迎来新的发展前景。

1 C8051F020功能简介

C8051F020是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，芯片内置有8路12位A/D转换器、8路8位A/D转换器、2路12位D/A转换器，2路UART、SPI，支持20个中断源、64个可编程I/O口等外部设备。这种高集成的系统器件为设计低功耗、高性能的驱动器提供了方便。

2 遥控控制系统设计

遥控控制系统主要有两部分组成，分别为遥控控制电路、速度控制电路。

2.1 遥控控制电路

遥控控制电路由两部分组成，分别是发射器与接收器。发射器主要由五部分构成，分别是指令信号电路、调制电路、驱动电路、显示电路与红外发射管。在按下指令按键后，发射电路就能够发射出一定数量的脉冲信号。接收器主要由两部分组成，分别是红外线接收器与C8051F020系统。接收器在接受到红外编码之后，C8051F020系统会接受脉冲信号并且储存，然后利用软件将信号解码，完成信号识别处理调节。

2.2 速度控制电路

由图1可知，速度控制电路主要由四部分构成，分别为C8051F020单片机、继电器开关逻辑电路、三组集成电路与逆变电路。速度控制电路在实际运行过程中，整个工作都是以C8051F020单片机作为核心。转速测量电路主要由三部分构成，分别是传感器、转换器与光电隔离器。其中转速测量电路内所应用的转换器性体积较小，能够采样及转换功能同步完成，进而满足系统对速度及精度等方面的要求。

3 调速控制原理

本文C8051F020单片机控制电机调速，主要应用两种调节方式，分别是不连续段式调节与段内连续调节。

不连续段式调节—即将整个调节范围划分为多个阶段，在每一个阶段内设置一个按键。电机转速最大值要是规定为每分钟1000转的情况下，转速最小值则规定为100转每分钟。这样在对电机设计过程中，就应该将转动调节速度划分为9个区域，然后在每一个调节区域内进行划分。划分区域与基础速度可以按照实际操作情况及实际要求进行设定。段内连续调节—即速度阶段确定之后，在速度阶段内设置一个共同键，主要目的是将已经调定速度段进行连续调节，每一个调节速度都发生一次改变，每按一次键所速度更改数值应该按照电机调速规定进行设定。

在对电机变频遥控控制系统设计过程中，C8051F020单片机通过接收电路所传输的信息，完成译码操作，考虑到系统所调速的便捷性与稳定性，在信号发射电路上还增加了显示电路设计，进而能够将电路信息传输速度精确显示出来。控制系统对电机运行调控流程如下：首先，接收电路在对解码数据处理之后，能够将电机准备状态下的速度进行确定，该阶段电机运行速度被称之为预调速，同时还需要对电机实际运行速度与检测速度进行进行对比；其次，利用软件对电机输出量进行调节，保证系统实际运行速度与检测速度相吻合，系统运输状态保持不变，保证电机能够始终处于稳定运行状态，这样就能够有效将电机超调问题进行解决。

4 系统软件设计

基于C8051F020电机变频遥控控制系统，按照调速控制所具有的特征，在提升控制系统精度的情况下，C8051F020电机变频遥控控制系统程序主要由五部分构成，分别是初始化程序、解码程序、PWM程序、速度控制程序与软启动程序。为了能够降低电机速度在调整之后所出现的滞后情况，解决超调问题，进而速度控制程序内应用分段形式，也就是包含快调速度控制与慢调速度控制两个子程序，同时在慢调速度控制程序利用变速PID控制器对速度调整进行优化，完善电机在调速阶段内性能稳定性。软启动程序能够在电机软件启动过程中进行保护，解码程序主要是对系统进行中断及查询。

5 结束语

本系统采用C8051F020单片机控制，实现对电机变频遥控控制，其转动方向、转动速率可以通过按键输入，运用程序对这些数据进行处理，由单片机发出相应的控制信号给电机，增加了控制的灵活性。本系统具有通用性，结构较为简单，所需要的经济成本也较为低廉，在传统工业生产领域内，具有一定的应用价值。

参考文献

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作者简介

王贤明（1982-），男，江西省南昌市人。硕士学位。现供职于中国船舶重工集团公司第七二二研究所。研究方向為控制技术研究。

作者单位

中国船舶重工集团公司第七二二研究所 湖北省武汉市 430205