【正文】 //清屏 flag0=0； for（；；） //等待設(shè)置鍵按下 {if（ flag0==1） break； } Clr_Scr()。 Un=0。 EA=1。 ②軟件模擬式利用單片機(jī)的一個(gè) I/O 引腳 ,通過軟件對該引腳輸出高低電 30 平來模擬 PWM 波 ,該方法占用 CPU 的時(shí)間較多 , 控制軟件較復(fù)雜 。也正因如此， PWM 又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM進(jìn)行編碼。 27 圖 PID程序流程圖 PWM 介紹 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是英文“ Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。 本設(shè)計(jì)采用 C 語言， C 語言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它具有簡單而強(qiáng)大的處理功能，具有運(yùn)行 速度快、編譯效率高、移植性好的可讀性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的直接操作。如果使用 1x 或 10x 增益，可得到 8 位分辨率。例如當(dāng)電機(jī)以一定的速度運(yùn)行時(shí)， PC3 將輸出如圖 （ c） 所示的脈沖。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。由于矩陣鍵盤中行列為多鍵共用，所以必須將行、列信號配合起來并作適當(dāng)處理，才能 確定閉合鍵的位置，因此軟件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 圖 電機(jī)驅(qū)動電路 21 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示給定的速度參數(shù)和經(jīng)過 PID 調(diào)速后穩(wěn)定的速度參數(shù)。 電源經(jīng) Q3 至電動機(jī)的負(fù)極經(jīng)過整個(gè)直流電機(jī)后再通過 Q2 到達(dá)零電位，完成整個(gè)回路，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。 下圖為 IR2110 引腳圖： 圖 IR2110 引腳圖 IR2110 芯片引腳功能如下： LO(引腳 1):低端輸出 COM(引腳 2):公共端 Vcc(引腳 3):低端固定電源電壓 18 Nc(引腳 4): 空端 Vs(引腳 5):高端浮置電源偏移電壓 VB (引 腳 6):高端浮置電源電壓 HO(引腳 7):高端輸出 Nc(引腳 8): 空端 VDD(引腳 9):邏輯電源電壓 HIN(引腳 10): 邏輯高端輸入 SD(引腳 11):關(guān)斷 LIN(引腳 12):邏輯低端輸入 Vss(引腳 13):邏輯電路地電位端，其值可以為 0V Nc(引腳 14):空端 電機(jī)驅(qū)動電路 的工作條件： 高端懸浮電源絕對值電壓 Vb： +10V 至 20V 低端輸出電壓 VOL： 0至 VCC 低端工作電源電壓 VCC： 10V 至 20V 邏輯電源電壓 VDD： +5V 至 +20V 邏輯電源參考電壓 VSS： — 5V 至 +5V 19 圖 IR2110 控制邏輯圖 電機(jī)驅(qū)動電路主電路圖 根據(jù)以上原理，我們可以看出，產(chǎn)生高壓側(cè)門極驅(qū)動電壓的前提是低壓側(cè)必須有開關(guān)的動作，在高壓側(cè)截止期間低壓側(cè)必須導(dǎo)通，才能夠給自舉電容提供充足的通路。 AVCC： AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使 14 系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。 ATmega16 引腳及功能 VCC：電源正 GND：電源地 端口 A： (PA7..PA0) 端口 A：做為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。 ATmega16 有如下特點(diǎn) :16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32 個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測器的通用串行接口， 8路 10位具有可選差分輸入級可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及六 個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。圖中 控制器模塊為系統(tǒng)的核心部件，鍵盤和顯示器用來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，其中通過鍵盤將需要設(shè)置的參數(shù)和狀態(tài)輸入到單片機(jī)中，并且 通過控制器 顯示到顯示器上。 方案二：采用專用電機(jī)控制集成芯片 RI2110 來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，該方案電路簡單，可靠。 （ 2）使用光電耦合器將主電路和控制電路利用光隔開， 使系統(tǒng)更加安全可靠。 解決方案 為 使電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速能在給定誤差范圍內(nèi)自動達(dá)到給定轉(zhuǎn)速，特設(shè)計(jì)一個(gè)基于 AVR 單片機(jī)的直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng)。 直流電機(jī)的優(yōu)越性 直流電機(jī)是最早出現(xiàn)的電動機(jī)，也是最早實(shí)現(xiàn)調(diào)速的電動機(jī)。直流電機(jī)的運(yùn)行性能與勵磁 方式有密切的關(guān)系。最常用的直流調(diào)速技術(shù)是脈寬調(diào)制 (PWM) 直流調(diào)速技術(shù) ,它具有調(diào)速精度高、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬和耗損低等特點(diǎn)。我國現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字化控制直流調(diào)速裝置依靠進(jìn)口。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)有的電動機(jī)控制系統(tǒng)也在朝著高精度，高性能，網(wǎng)絡(luò)化，信息化，模糊化的方向不斷前進(jìn)。其中，電動機(jī)控制策略的模擬實(shí)現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器，通用計(jì)算機(jī)， FPGA/CPLD、 DSP 控制器等現(xiàn)代手段構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。微機(jī)的應(yīng)用使直流電氣傳動控制系統(tǒng)趨向于數(shù)字化、智能化，極大地推動了電氣傳動的發(fā)展。但是汞弧變流器仍存在一些缺點(diǎn)維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護(hù)人員會造成一定的危害等。在硬件方面充分利用微機(jī)外設(shè)接口豐富，運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，采取軟件和硬件相結(jié)合的措施，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的控制。 單片微 型計(jì)算機(jī)的誕生是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)新的里程碑。 主要電路單元的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 17 RI2110 芯片功能及其特點(diǎn) ........................................................................ 17 電機(jī)驅(qū)動電路 ........................................................................................... 18 顯示電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 21 鍵盤電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 21 電機(jī)速度采集電路設(shè)計(jì) ............................................................................ 22 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 26 算法實(shí)現(xiàn)及 PWM脈沖產(chǎn)生 ............................................................................... 26 PID算法 .................................................................................................. 26 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)框圖： ....................... 錯誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞： AVR；雙閉環(huán)； PWM；直流電機(jī)調(diào)速 Abstract In various mechanical and electrical systems, due to DC motor has a good start, braking and speed control performance of DC drive technology has been widely used in industry, all aspects of the field of aerospace. The most monly used technique is pulsewidth modulated DC speed (PWM) DC converter technology, which has speed, high precision, fast response, wide speed range and low and the wear and tear. This paper presents a PWM generated by the AVR microcontroller ATmega16 signal, RI2110driven, the determinant of the keyboard control and LCD display, and to take speed, the current dualloop PID algorithm to DC motor speed control of DC motor PWM speed control system. Keywords: AVR； Doubleloop； PWM； DC Motor Speed Control 目錄 第一章 緒論 .................................................................................................................. 1 緒論 ................................................................................................................... 1 直流電機(jī)常用調(diào)速方法以及調(diào)速發(fā)展方向 ............................................................ 2 直流調(diào)速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ..................................................................................... 4 直流電動機(jī)介紹 .................................................................................................. 5 直流電機(jī)簡介 ............................................................................................ 5 直流電機(jī)工作原理 ..................................................................................... 5 直流電機(jī)勵磁 ............................................................................................ 6 直流電機(jī)的優(yōu)越性 .............................................................................................. 7 直流電動機(jī)的應(yīng)用 .............................................................................................. 7 第二章 問題的提出和解決方案 ................................................................................. 8 問題的提出 ......................................................................................................... 8 解決方案 .........................................................