写在前面：在51单片机应用中，电机控制的应用十分多；本节我们学习使用通过PWM控制直流电机的使用；在实现直流电机之前，我们先软件模拟实现呼吸灯的实现，再去实现直流电机的使用；

本节实现的内容：

1、LED1进行呼吸灯方式点亮；

2、直流电机的控制（调速）；

目录

 一、直流电机介绍

 二、ULN2003芯片介绍

三、PWM介绍

四、硬件设计 

五、软件设计

1、LED1进行呼吸灯方式点亮

2、直流电机的控制

        直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

        直流电机的结构是有定子和转子组成。直流电机运动时，不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、 换向极、 端盖、 轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转 矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

        直流电机没有正负之分，在两端加上直流电就能工作。交换电极可以改变电机旋转的方向；

        电机的实物图为：

         51单片机作为一个开发板，起到的主要作用是控制，而直流电机作为一个较大功率的器件，当然不能通过51单片机的IO引脚进行驱动，需要使用一些驱动电路或者芯片进行驱动；开发板上板载的驱动芯片是 ULN2003， 该芯片是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。不仅可以用来驱动直流电机，还可用来驱动五线四相步进电机。

        ULN2003 是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。它是由 7 对 NPN 达林顿管组成的，它的高电压输出特性和阴极二极管可以转换感应负载。单个达林顿对的集电极电流是 500mA。达林顿管并联可以承受更大的电流。

        其内部相当于非门电路，即输入高输出为低，输入为低输出是高。

        若使用该芯片驱动直流电机，只可实现单方向控制，电机一端接电源正极， 另一端接芯片的输出口。

        PWM(脉冲宽度调制)，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲进行调制来等效的获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速，开关电源等领域。

        简单来说，PWM是一组脉冲（连续的高低），那如何通过这组脉冲来控制电机的速度呢？这就得说说电机是一个惯性系统，何为惯性系统？即在通电的时候电机就会转，断开电后，电机不会立马停下来。那这样的话，在一个很短的时间的内（一个周期）通过控制电机转的时间与电机不转的时间的比率，就可以控制电机的速度了。 

        在PWM波形中有几个重要的参数，分别是：频率、占空比以及精度；

频率：是指一个PWM波形周期的倒数；一个周期即为高低电平的总和；

占空比：即高电平占据整个周期的比值，占空比越大，高电平时间越长，其转速越高；

精度：即占空比变化的步距，占空比变化的步距越小，速度改变的每次就越小，其精度就越高；

产生PWM波形的方法：

        通过计数器计数的功能，使其同比较值进行比比较，大于比较值输出1，小于比较值输出0；即可产生PWM波形；调节计数器的计数范围可以改变PWM的周期频率（一般不变）；调节比较值大小可以调节PWM的占空比（用于调节转速）；精度是指：比较值的变化步距，每次最少调节多少；

 本次所涉及的硬件主要包括：

1、步进电机驱动模块；

2、直流电机；

步进电机的驱动模块电路图如下所示：

        从上图可知，ULN2003D 的输入口与单片机的 P1.0-P1.3 连接，对应输出则是 OUT1-OUT4，而 J47 则是提供给外部连接电机的接口，可以支持直流电机、五线四相步进电机 28BYJ-48 连接。本实验使用的是直流电机，电机的一根线连接在 VCC 上，另一根连接在 OUT1 上，因此可通过单片机 P1.0 口输出高电平来控制电机旋转，输出低电源控制电机停止. 输入高输出为低，输入为低输出是高。

实验要求：LED1进行呼吸灯的方式点亮；

实验思路：led并不属于惯性系统，可以通过点亮和点灭的时间（模拟PWM波形）来控制亮灭，而亮灭周期较短，人眼就能实现呼吸灯模式；

源码：