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PWM（脉宽调速）的调速方法可以很轻松的调节电机速度。现在也有很多控制芯片带调速功能的。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩，电机的功率，电机的最高转速。
2、步进电机：看名字就知道了，它是一步一步前进的。也就是说，它可以一个角度一个角度地旋转，不像直流电机，你可以很轻松的调节步进电机的转角位置，如果你发一个转10圈的指令，步进电机就不会转11圈，但是如果是直流电机，由于惯性作用，它可能转11圈半。步进电机的调速是通过控制电机的频率来获得的。一般控制信号频率越高，电机转的越快，频率越低，转的越慢。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩，电机的功率，每个脉冲电机的最小转角。
还有就是关于输出的动力，要说明一下：一般情况下，电机都没法直接带动轮子或者清扫机械，因为速度过高力矩不够大，所以我们需要加上一个减速箱来增加电机的输出力矩，但是代价是电机速度的减小，比如一个1：250的齿轮箱，会让你电机的输出力矩增大250倍，但是速度只有原来的1/250了。首先计算出清扫机所需要的速度与力矩大小，然后根据速度与力矩去选择电机与减速器。 2.2.2 电机调速系统
清扫机需控制在一个合适的速度行驶，速度太快，因单片机对各传感器传来的信号有一个响应、处理时间，清扫机极易碰撞造成损坏。清扫机的速度是由后轮直流电机转速控制，改变直流电机转速通常采用调压、调磁等方式来实现。其中，调压方式原理简单，易与实现。
采用由晶体管组成的H型PWM调制电路。用单片机控制达林顿管，使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM调速技术。
通过下图所示PWM调制电路，用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调状态，实现调速。
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图2.1 PWM调制电路
PWM各工作方式的选择： 1、PWM调速工作方式：
方案1：双极性工作制。双极性工作制是在一个脉冲周期内，单片机的两个控制口各输出一个控制信号，两信号高低电平相反，两信号的高电平时差决定电动机的转向和转速。
方案2：单极性工作制。单极性工作制是单片机控制口的一端置低电平，另一端输出PWM信号，两口的输出切换和对PWM的占空比调节决定电动机的转向和转速。
由于单极性工作制电压波形中的交流成分比双极性工作制的小，其电流的最大波动也比双极性工作制的小，所以我们采用了单极性工作制。 2、PWM调脉宽方式：
调脉宽的方式有三种：定频调宽、定宽调频和调宽调频。我们采用了定频调宽方式，因为采用这种方式，电动机在运转时比较稳定；并且在采用单片机产生PWM脉冲的软件实现上比较方便。 3、PWM软件实现方式：
方案1：采用定时器作为脉宽控制的定时方式，这一方式产生的脉冲宽度极其精确，误差只在几个us。
方案2：采用软件延时方式，这一方式在精度上不及方案1，特别是在引入中断后，将有一定的误差。但是基于不占用定时器资源，且对于直流电机，采用软件延时所产生的定时误差在允许范围，故采用方案2。
PWM实现硬件如图2.1所示，软件过程为：令单片机P1.7口为低电平，P1.6口为高电平，此时Q1、Q4导通，Q2、Q3截止，电动机正常工作。改变P1.6口高电平周期，即改变PWM调制脉冲占空比，可以实现精确调速。脉冲频率对电
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机转速有影响，脉冲频率高连续性好，但带负载能力差；脉冲频率低则反之。经实验发现，脉冲频率在30Hz以上，电机转动平稳，但小车行驶时，由于摩擦力使电机转速降低很快，甚至停转；脉冲频率在10Hz以下，电机转动有跳跃现象，实验证明脉冲频率在25～35Hz效果最佳。我们选取脉冲频率为30Hz。
2.3 红外遥控系统分析
红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。为此，在本课题设计中采用红外遥控装置来控制智能清扫机的清扫方式及开机与关机。
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图2.2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。红外接收芯片选用TFMS5380。在遥控器上使用单片机进行红外功能编码，在机器人上，由于单片机处理任务很多，因此选用专用的解码芯片。解码芯片是REALTEK公司生产的一种用于遥控小卡车的CMOS大规模集成电路RX6B，它有七个控制键来控制小卡车的移动 。由于编码和解码的振荡频率必须一致，频率的大小由OSCI和OSCO之间的电阻决定。4个红外接收管的信号通过与门与芯片的输入端 SI相连，使得解码芯片在接收到任意方向的红外线信号时都能正常工作 。
键盘 编码调制 LED 遥控发射器
光/电放大 解调 解码 遥控接收器 图2.2 红外遥控系统
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第三章 系统硬件电路设计
3.1 系统总体设计方案和框图
本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。用测距传感器完成测距，利用激光传感器、超声传感器完成自动避障，用红外传感器和光敏传感器自动寻找清扫目标，用光电编码器检测电机的转速，用压敏传感器测量机械部件受力情况。利用PWM(脉宽调制)技术动态控制电动机的转动方向和转速。通过软件编程实现清扫机行进、执行清扫任务、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示。通过对电路的优化组合,可以最大限度地利用AT89C51单片机的全部资源。P0口用于数码管显示，P1口用于电动机的PWM驱动控制，P2、P3口用于传感器的数据采集与中断控制。这样做的优点是：充分利用了单片机的内部资源, 降低了总体设计的成本。总系统框图如图3.1所示。 看门狗电路 电机 单 片 机 LED显示电路 清扫部件电机 PWM调速电路 继电器控制电路 垃圾箱盖电机 红外接收电路 各传感器电路 图3.1硬件设计总框图 3.2 主机电路核心器件介绍
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。功能强大AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 3.2.1 AT89C51主要性能参数 .与MCS-51产品指令系统完全兼容
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