直流電機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(二)
(7)工作電壓、速度及功耗。ATmega16L:2.7-5.5V,0-8MHz,ATmega16:
4.5-5.5V,0-16MHz。ATmega16L 在1MHz,3V,25℃時(shí)功耗為:正常模式:1.1mA,
空閑模式0.35mA,掉電模式:小于1μA。
(8)DIP40 或TQFP44 封裝。
3.2 AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)
AVR 單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路和ISP 下載下線(xiàn)接口及ATmega16構(gòu)成。如下圖3-1 所示。
雖然AVR 單片機(jī)內(nèi)部帶有0-8MHz 的內(nèi)部時(shí)鐘,但為了系統(tǒng)時(shí)序穩(wěn)定,工作可靠,這里采用了由8MHz 的石英晶振構(gòu)成的振蕩器作為單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘。R23、C23 和S1 構(gòu)成上電復(fù)位和按鍵復(fù)位電路。P14 為AVR 單片機(jī)的ISP 下載接口。C27、C24,L1、C26 分別構(gòu)成數(shù)字電路和內(nèi)部模擬電路電源濾波電路,C25 為A/D 轉(zhuǎn)換所用內(nèi)部參考源的濾波電容。單片機(jī)的管腳分配如下表3-1 所示。
3.3 雙極性PWM 波形產(chǎn)生與死區(qū)發(fā)生
3.2.1 PWM波的產(chǎn)生
PWM 波形由控制芯片ATmega16 的定時(shí)器T/C1 產(chǎn)生,從OC1A(PD5)引腳輸出。ATmega16 的T/C1 是一個(gè)可編程的16 位雙向的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,既可以在系統(tǒng)時(shí)鐘作用下作為16 位定時(shí)器使用,也可以對(duì)T1 引腳上的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),可以在OC1A 和OC1B 引腳上輸出兩路PWM 波形,并可在ICP 引腳上輸入脈沖作用下捕捉一次TCNT1 中瞬時(shí)計(jì)數(shù)值。這里我們不詳細(xì)介紹T/C1 的所有功能,只闡述其產(chǎn)生PWM 的波形的過(guò)程。與T/C1 有關(guān)的工作寄存器有:T/C1 計(jì)數(shù)器TCNT1、輸出比較匹配寄存器OCR1A 和OCR1B 以及輸入捕捉寄存器ICR1,均為16 位,由相應(yīng)的8 位I/O 寄存器拼裝而成;T/C1 控制寄存器TCCR1A 和TCCR1B,用于設(shè)定T/C1 的工作模式。T/C1 的工作模式由一般模式、比較匹配時(shí)清零定時(shí)器(CTC)模式以及兩種PWM 等15 種。PWM 模式中,又可分為8 位、9 位、10 位PWM,其中又有快速模式和相位頻率可調(diào)模式。PWM 波形位數(shù)越高,則其波形輸出精度也越高,但其相應(yīng)頻率也越低。為使電機(jī)電流連續(xù),PWM 波形頻率不能太低。在快速PWM 模式下,TCNT1 為加“1”計(jì)數(shù)器,可以從0000H 一直加到TOP值,并在下個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)清零,然后再?gòu)?000H 開(kāi)始加“1”計(jì)數(shù),并重復(fù)上述過(guò)程。相比于其他兩種PWM(相位可調(diào)及相位頻率可調(diào))模式,快速PWM模式頻率要高出一倍,適合功率調(diào)節(jié)、電機(jī)控制等。因此我們選擇快速PWM模式。
OC1A 或OC1B 引腳上PWM 輸出波形的頻率由下式確定,式中的N 取值為1、8、64、254 或1024(分別代表分頻系數(shù))。
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評(píng)論