【正文】 個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi) 電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。它根據(jù)本次采樣的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比較的出偏差 e(n)，對(duì)偏差進(jìn)行 P、 I、 D 運(yùn)算，最終利用運(yùn)算結(jié)果控制 PWM 脈沖的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加在電機(jī)兩端電壓的調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。七路差分模擬輸入通道共享一個(gè)通用負(fù)端(ADC1), 而其他任何 ADC 輸入可做為正輸入端。 絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤(pán)上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤(pán)上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤(pán)的一側(cè)是光源，另 23 一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。 當(dāng) λ =1 時(shí)， VOUT=V,此時(shí)電機(jī)全速運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路采用了 IR2110 集成芯片，該集成電路具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和保護(hù)功能。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。ATmega16 具有一整套的編程與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，包括： C 語(yǔ)言 編譯器、宏匯編、 程序調(diào)試器 / 軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。 系統(tǒng)組成 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如 所示。 本系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)： （ 1）使用光電傳感器將電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖頻率，比較精確地反映出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而與設(shè)定值進(jìn)行比較產(chǎn)生偏差，實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分的控制，達(dá)到轉(zhuǎn)速無(wú)靜差調(diào)節(jié)的目的。 復(fù)勵(lì)電機(jī)的同一磁極有兩套勵(lì)磁繞組，一套繞組與電樞繞組并聯(lián) (或其他電源供給 )，另一套繞組與電樞繞組串聯(lián)。 直流調(diào)速技術(shù)已廣泛運(yùn)用于工業(yè)、航天領(lǐng)域的各個(gè)方面。 在那些對(duì)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求較高的場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī) 床，工業(yè)縫紉機(jī)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，打印機(jī)，傳真機(jī)等設(shè)備中，要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)精確定位，適應(yīng)劇烈負(fù)載變化），傳統(tǒng)的控制算法已難以滿足系統(tǒng)要求。隨著微型計(jì)算機(jī)、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開(kāi)關(guān)器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動(dòng)控 制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的深入發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)控制 裝置 也 不斷向前發(fā)展。本文對(duì)基于微機(jī)控制的雙閉環(huán)可逆直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究，從直流調(diào)速系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用微機(jī)硬件和軟件發(fā)展的最新成果，探討一個(gè)將微機(jī)和電力拖動(dòng)控制相結(jié)合的控制方法， 本文 重點(diǎn)對(duì)控制部分展開(kāi)研究，它包括對(duì)實(shí)現(xiàn)控制所需要的硬件和軟件的探討，控制策略和控制算法的 2 探討等內(nèi) 容。 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(dòng)機(jī)介紹 .................................................................................................. 5 直流電機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................................................................ 5 直流電機(jī)工作原理 ..................................................................................... 5 直流電機(jī)勵(lì)磁 ............................................................................................ 6 直流電機(jī)的優(yōu)越性 .............................................................................................. 7 直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 .............................................................................................. 7 第二章 問(wèn)題的提出和解決方案 ................................................................................. 8 問(wèn)題的提出 ......................................................................................................... 8 解決方案 ............................................................................................................ 8 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ......................................................................................... 9 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................ 9 方案論證與設(shè)計(jì) ................................................................................................. 10 ................................................................ 10 電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) ............................................................................... 10 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 10 顯示電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 11 速度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) ............................................................................... 11 系統(tǒng)組成 ........................................................................................................... 11 ATMEGA控制電路 ............................................................................................ 11 電源電路 ................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 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。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(duì)維護(hù)人員會(huì)造成一定的危害等。其中，電動(dòng)機(jī)控制策略的模擬實(shí)現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺(tái)，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。我國(guó)現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)字化控制直流調(diào)速裝置依靠進(jìn)口。直流電機(jī)的運(yùn)行性能與勵(lì)磁 方式有密切的關(guān)系。 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(dòng)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)。 方案二：采用專(zhuān)用電機(jī)控制集成芯片 RI2110 來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，該方案電路簡(jiǎn)單，可靠。 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(xiě)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(cè)器的通用串行接口， 8路 10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及六 個(gè)可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。在復(fù)位過(guò)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)。 AVCC： AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 電源經(jīng) Q3 至電動(dòng)機(jī)的負(fù)極經(jīng)過(guò)整個(gè)直流電機(jī)后再通過(guò) Q2 到達(dá)零電位，完成整個(gè)回路，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。由于矩陣鍵盤(pán)中行列為多鍵共用，所以必須將行、列信號(hào)配合起來(lái)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。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。 本設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言， C 語(yǔ)言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它具有簡(jiǎn)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(duì)系統(tǒng)硬件的直接操作。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM進(jìn)行編碼。 ②軟件模擬式利用單片機(jī)的一個(gè) I/O 引腳 ,通過(guò)軟件對(duì)該引腳輸出高低電 30 平來(lái)模擬 PWM 波 ,該方法占用 CPU 的時(shí)間較多 , 控制軟件較復(fù)雜 。 Un=0。Disp_Chinese(0,16,zhi)。Disp_Digit(2,20,maohao)。Disp_Digit (4,36,s[0])。Disp_Chinese(6,4,zhuan)。 Kpp=0。 left()。Disp_Digit (2,36