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AVR单片机实现的直流电机PWM调速控制器

2017-04-11 11:46:51 大云网
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核心提示:  8535和L298驱动构成的直流电机PWM调速控制器。详细介绍了本调速控制系统的工作原理、光电编码器接口电路、PWM驱动接口电路和相应的各种控制软件设计。设计了。可实现两个编码器信号的采集。  对
核心提示:  8535和L298驱动构成的直流电机PWM调速控制器。详细介绍了本调速控制系统的工作原理、光电编码器接口电路、PWM驱动接口电路和相应的各种控制软件设计。设计了。可实现两个编码器信号的采集。  对
  8535和L298驱动构成的直流电机PWM调速控制器。详细介绍了本调速控制系统的工作原理、光电编码器接口电路、PWM驱动接口电路和相应的各种控制软件设计。设计了。可实现两个编码器信号的采集。
  对INT1的中断次数计数来测量通道B的脉冲数,读取PC6(即A相信号)的电平状态来判断电机的转动方向。以上升沿触发为例,即当B路信号的上升沿引起中断时,单片机判断PC6信号的电平高低。若PC6为低电平,则电机为正转,计数器N的值加1,若为高电平,则电机为反转,计数器N值减1.则电机的速度即为一个采样周期中N值的变化量。电机的转速《为:c AN十c――标度变换系数,可根据转速的量纲来选择AN个采样周期中的计数值,它的符号反映电机的转动方向-采样周期1.3L298驱动接口号需经过功率放大才能驱动电机,本调速控制系统采用的是L298驱动芯片,驱动接口电路如所示。
  L298有单极性、双极性2种工作方式。单极性工作方式指的是在一个PWM周期内,电机的电枢只承受单极性的电压;双极性工作方式是指在一个PWM周期内电机电枢两端的电压呈正负变化。调速控制系统采用的是单极性工作方式。单片机的EnB引脚,它控制着电机转速大小;单片机的PD6或PD7经过一定的逻辑电路接到L298的IN1~IN4输入引脚上,它控制电机的转动方向。为了增强L298的驱动能力,本调速控制系统对L298的两路驱动进行了并联使用,最大驱动能力可以达到3A.比较器LM393主要起到了限制过流和保护L298的作用。LM393的同相端直接连到了一个可变电位计上,电位计的电压是可调的。调节电位计的电压能调节L298的限流电压。LM393的反相端接到L298的SENSEA和SENSEB两检测端。当检测电阻两端的电压大于限流电压时,比较器的反相端的电压大于同相端的电压,输出端输出低电平,从而把L298的EnA和EnB使能端拉低,L298停止工作。这就起到了限制过流和保护L298的作用。
  2控制软件2.1总体程序框图启动定时中断。在主程序的循环内,首先从上位机(或是单片机系统自行给定)获得电机转速的命令字,包括控制电机的速度和转动方向。接着调用读编码器模块,获得电机的实际转速,把给定速度与实际速度作差,得出控制量偏差。然后,调用控制算法(如PI)模块。检查、等待定时的到来。若定时没到,调用显示模块,显示一些系统特定参数;若定时到了,调用PWM驱动模块,驱动电机。这就形成了本控制系统的速度闭环。
  2编码器接口软件编码器接口软件包括编码器中断响应程序和读编码器程序两部分。编码器中断响应程序原理:若编码器的A相接PC6,B相接的是INT1.当编码器中断(INT1)到来时,检查方向引脚PC6,若是1,表示高电平,N值的寄存器加1;反之若是0,则N值寄存器减1.编码器中断响应程序如下。
  ;保护现场,压枝为1,跳行执行;PC6为,顺行执行;N值的寄存器减1;中断返回读编码器模块程序原理:把上一个采样周期的N值和当前采样周期的N值作差,得出脉冲变化的个数AN,由(1)式可以计算出电机的转速。
  3控制算法软件AVR单片机8535通过编码器模块程序得到电机速度反馈信号,再与上位机给定(或是系统自行给定)的速度信号相减,得控制量偏差,经过一定的控制算法(如PI)得出控制量输出值。PI控制算法的程序如下:的是上位机给定的速度量乘于比例系数,结果放在;比例和积分结果相加,得控制输出量L298驱动接口软件中,AVR单片机8535主要进行的工作是对电机的转动方向控制、把控制输出量以PWM的形式输出。驱动接口软件的程序如下:outocrlaH,temp19是控制输出量,其再以PWM形式输出outocrlaL,tempi8为正传位反转3,从实验曲线可以看出,超调量小于10%,稳定时间为150ms左右,稳态误差小于5%.系统具有较好的快速性和控制精度。
  4结束语直流调速控制器采用AVR单片机8535,实现了对直流电机的PWM调速控制。
  从实际运用来看,它较好的实现了对直流电机的速度控制,并具有精度高、快速响应性好、稳定性好等优点。AVR单片机8535是一种新型的单片机,有很好的应用前景。将它运用于直流电机的PWM调速,不仅有良好性能,而且经济可靠,因而有很大的实用价值。
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