單級倒立擺畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-10-03 21:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 5 頁 共 19 頁 這里我們采用的是 10位內(nèi)部 作為參考 電壓。 ADC 轉換結果 轉換結束后 (ADIF 為高 )，轉換結果被存入 ADC 結果寄存器 (ADCL, ADCH)。 單次轉換的結果如下，式 31： （ 31） 式中， VIN 為被選中引腳的輸入電壓， VREF 為參考電壓。 0x000 代表模擬地電平， 0x3FF 代表所選參考電壓的數(shù)值減去 1LSB。如果使用差分通道，結果如式 32： （ 32） 式中， VPOS 為輸入引腳正電壓， VNEG 為輸入引腳負電壓， GAIN 為選定的增益因子，且 VREF 為參考電壓。結果用 2 的補碼形式表示，從 0x200 (512d) 到 0x1FF (+511d)。如果用戶希望對結果執(zhí)行快速極性檢測，它充分讀結果的MSB( ADCH 中 ADC9 )。如果該位為 1，結果為負；該位為 0，結果為正。 PWM 發(fā)生模式 Atmega16 的 PWM 模式分為：普通模式、 CTC( 比較匹配時清零定時器 )模式、快速 PWM 模式、相位修正 PWM 模式。這里我們選擇的是快速 PWM 模式。 快速 PWM模式工作原理： 快速 PWM 模式 (WGM01:0 = 3) 可用來產(chǎn)生高頻的 PWM 波形。快速 PWM 模式與其他 PWM 模式的不同之處是其單斜坡工作方式。 計數(shù)器從 BOTTOM 計到 MAX，然后立即回到 BOTTOM 重新開始。對于普通的比較輸出模式，輸出比較引腳 OC0在 TCNT0 與 OCR0 匹配時清零，在 BOTTOM 時置位；對于反向比較輸出模式， OC0 的動作正好相反。由于使用了單斜坡模式，快速 PWM 模式的工作頻率比使用雙斜坡的相位修正 PWM 模式高一倍。此高頻操作特性使得快速 PWM 模式十分適合于功率調節(jié)，整流和 DAC 應用。高頻可以減小外部元器件 ( 電感，電容 ) 的物理尺寸，從而降低系統(tǒng)成本。工作于快速 PWM 模式時，計數(shù)器的數(shù)值一直增加到 MAX，然后在后 面的一個時鐘周期清零。具體的時序圖為 Figure 32。圖中柱狀的 TCNT0 表示這是單邊斜坡操作。方框圖同時包含了普通的 PWM 輸出以及反向 PWM 輸出。 TCNT0 斜坡上的短水平線表示 OCR0 和 TCNT0 的比較匹配。 快速 PWM模式時序圖，如圖 32： 第 6 頁 共 19 頁 圖 32 快速 PWM模式時序圖 計時器數(shù)值達到 MAX 時 T/C 溢出標志 TOV0 置位。如果中斷使能，在中斷服務程序可以更新比較值。 工作于快速 PWM 模式時，比較單元可以在 OC0 引腳上輸出 PWM 波形。設置COM01:0為 2 可以產(chǎn)生普通的 PWM 信號；為 3 則可以產(chǎn)生反向 PWM 波形。要想在引腳上得到輸出信號還必須將 OC0 的數(shù)據(jù)方向設置為輸出。產(chǎn)生 PWM 波形的機理是 OC0 寄存器在 OCR0 與 TCNT0 匹配時置位 ( 或清零 )，以及在計數(shù)器清零 ( 從MAX變?yōu)?BOTTOM) 的那一個定時器時鐘周期清零 ( 或置位 )。 輸出的 PWM 頻率可以通過如下公式計算得到，如式 33： （ 33） 變量 N 代表分頻因子 ( 6 256 或 1024)。 OCR0寄存器為極限值時表示快速 PWM模式的一些特殊情況。若 OCR0等于BOTTOM，輸出 為出現(xiàn)在第 MAX+1 個定時器時鐘周期的窄脈沖； OCR0 為 MAX 時，根據(jù) COM01:0的設定，輸出恒為高電平或低電平。 通過設定 OC0 在比較匹配時進行邏輯電平取反 (COM01:0 = 1)，可以得到占空比為 50%的周期信號。 OCR0 為 0 時信號有最高頻率 foc2 = fclk_I/O/2。這個特性類似于 CTC 模式下的 OC0 取反操作，不同之處在于快速 PWM 模式具有雙緩沖。 直流電機驅動電路 第 7 頁 共 19 頁 直流電機驅動電路如圖 33所示： 圖 33 直流電機驅動電路 L298是意大 利 SGS半導體公司生產(chǎn)的步進電機專用控制器，它能產(chǎn)生 4相控制信號，可用于計算機控制的兩相雙極和四相單相步進電機，能夠用單四拍、雙四拍、四相八拍方式控制步進電機。芯片內(nèi)的 PWM 斬波器電路可開關模式下調節(jié)步進電機繞組中的電機繞組中的電流。該集成電路采用了 SGS公司的模擬 /數(shù)字兼容的 I2L 技術，使用 5V 的電源電壓，全部信號的連接都與 TFL/CMOS 或集電極開路的晶體管兼容。 變換器是一個重要組成部分。變換器由一個三倍計算器加某些組合邏輯電路組成，產(chǎn)生一個基本的八格雷碼 (。由變換器產(chǎn)生 4個輸出信號送給后面的輸出邏輯 部分，輸出邏輯提供禁止和斬波器功能所需的相序。為了獲得電動機良好的速度和轉矩特性，相序信號是通過 2個 PWM 斬波器控制電動波器包含有一個比較器、一個觸發(fā)器和一個外部檢測電阻，如圖 4所示，晶片內(nèi)部的通用振蕩器提供斬波頻率脈沖。 每個斬波器的觸發(fā)器由振蕩器的 脈沖調節(jié)，當負載電流提高時檢測電阻上的電壓相對提高，當電壓達到 Uref 時 (Uref 是根據(jù)峰值負載電流而定的 )，將觸發(fā)器重置，切斷輸出，直至第二個振蕩脈沖到來、此線路的輸出 (即觸發(fā)器 第 8 頁 共 19 頁 Q輸出 )是 一恒定速率的 PWM信號， L297的 CONTROL 端的輸入決定斬波器對相位線 A， B， C， D 或抑制線 INH1和 INH2起作用。 CONTROL 為高電平時，對 A， B， C，D有抑制作用；為低電平時，則對抑制線 INH1和 INH2有抑制作用，從而可對電動機和轉矩進行控制。引腳圖如圖 34： 圖 3
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