基于AVR單片機的通用電機控制裝置的設(shè)計

1．6 轉(zhuǎn)速測量電路
轉(zhuǎn)速測量可采用一組鼠標(biāo)上用的紅外對管來實現(xiàn)，其電路原理如圖8所示。當(dāng)紅外發(fā)射管與紅外接收管之間被直流電機光柵轉(zhuǎn)盤的不透明部分遮擋時，紅外接收管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時圖中的SPEED輸出高電平。反之，當(dāng)光柵轉(zhuǎn)盤的通光槽轉(zhuǎn)至紅外對管之間時，紅外接收管處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時SPEED輸出低電平。這樣，將SPEED連接到單片機的I／O口，即可通過定時計數(shù)的方法計算出電機的轉(zhuǎn)動速度。

2 單片機程序設(shè)計
2．1 主程序
本驅(qū)動器的程序設(shè)計使用模塊化編程思想，其主程序用于完成對各子程序的調(diào)用。系統(tǒng)工作后，首先調(diào)用初始化子程序，以完成具有復(fù)用功能的I／0腳的選擇和設(shè)置、各種中斷功能的選擇及其設(shè)置、AT89S51和ATmegal6的初始化、中斷屏蔽寄存器的設(shè)置、中斷寄存器的清零、系統(tǒng)變量的初始化等，最后完成開中斷。初始化完成之后，系統(tǒng)將調(diào)用驅(qū)動程序，并完成系統(tǒng)的起動。系統(tǒng)起動之后，即進入正常運行狀態(tài)。系統(tǒng)的全部運行過程均可由鍵盤進行實時控制和調(diào)節(jié)。
2．2 初始化程序
系統(tǒng)的初始化程序流程圖如圖9所示。該程序中包括LCD顯示器、鍵盤等人機接口部分的初始化。主要功能是對具有復(fù)用功能引腳的選擇和設(shè)置，以及各種中斷功能的選擇及設(shè)置(如外部鍵盤的中斷選擇等)，同時包括AT89S5l的初始化、鍵盤的方式選擇、工作時間的確定、顯示方式的設(shè)定等。而系統(tǒng)變量的初始化包括溫度的設(shè)定，轉(zhuǎn)速初值的設(shè)定等。

2．3 控制程序
系統(tǒng)起動后即進入控制程序。控制程序是系統(tǒng)程序的主要部分，主要用來保證系統(tǒng)在給定的轉(zhuǎn)速下正常運行，該程序主要調(diào)節(jié)單片機PWM口的占空比，從而調(diào)節(jié)電機繞組兩端的平均電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，其控制程序流程如圖10所示。

3 結(jié)束語
本設(shè)計實現(xiàn)了一種以ATmega16單片機為核心的電機控制裝置。該裝置具有各類電機驅(qū)動脈沖的輸出、電機溫度監(jiān)測與保護、人機操作界面和長距離工業(yè)總線通信等功能。利用AVR單片機具備的軟硬件特點，可實現(xiàn)對多種電機的驅(qū)動與控制，以用于電機驅(qū)動研究、網(wǎng)絡(luò)化電機集中控制等領(lǐng)域。由于該控制器采用主從單片機設(shè)計，系統(tǒng)的運行得以很好地分工，其中從單片機實現(xiàn)低速人際交互，主單片機則實現(xiàn)高速的電機驅(qū)動與控制，主從單片機各司其職，故可使系統(tǒng)的運行效率達(dá)到最高。本電機控制裝置的架構(gòu)開放，使用靈活，可以很好地應(yīng)用于直流電機的調(diào)速控制，交流電機的變頻驅(qū)動，步進電機的步距細(xì)分等多種電機驅(qū)動和控制領(lǐng)域。