基于ATMega16-控制直流电动机
基于ATM_EG_A16A的远程联动控制系统原理设计
基于ATMEGA16A的远程联动控制系统原理设计*The principle design of remote linkage control system based on ATMEGA16A周 刚,胡海平 (国网嘉兴供电公司,浙江 嘉兴 314000)摘 要:为了解决各类工作过程中,涉及到两端有相互关联的工作的状态下,需要彼此配合工作,一端工作可能会影响到另一端,或者一端工作进度及情况需要告知另一端,需要远程联动,确保各项工作安全、有序、高效进行。
本文提出了基于ATMEGA16A的远程联动控制系统,通过无线传输方式,将一端的信息反馈给另一端,由另一端进行监护和反馈,确保两端联动。
关键词:运程联动;ATMEGA16A;安全0 引言在日常的工作中,经常碰到有多个点作业的情况,或者同一个工作的工作地点超过两个,或有2个及以上不同的工作单位在一起工作,不同工作点之间还需要相互配合或者某个作业点会影响到其他作业点的安全。
上述工作过程中,我们不仅需要对各个工作地点进行安全监护,而且因为存在可能需要相互协作的情况,需要跨工作点进行安全监护。
传统的工作中,工作的相互协调更多的主要使用对讲机和手机,同时,交流中人主观因素,失误也在所难免,有些工作场所,可能是学校、医院、商场、小区等,人员繁多、情况复杂。
若其中1个工作作业点负责安全措施看护的工作人员稍有分心、出现意外或违规、失职等,当缺乏安全和保护意识的外来人员突然误入安全区,甚至误碰运行设备时,后果将不堪想象。
1 系统设计为了解决上述工作中存在的安全隐患,以及进一步提高工作效率,本文提出了基于ATMEGA16A的远程联动控制系统。
系统主要由三部分组成,从左至右3个虚框内分别为信息收发控制单元、信息收发处理单元、信息感应告警单元,具体系统框图如图1所示。
信息收发控制单元主要由CPU处理模块、无线射频模块、视频无线接收显示模块以及输出控制组成。
一旦工作启动时,该单元立即向信息收发处理单元发送警告,通知对侧做好相应的安全措施,确保人员不误入危险区域。
基于ATmega16单片机的通用电机控制装置的设计
Vol.12No.7July.2010第12卷第7期2010年7月收稿日期:2010-03-05*资助项目:西南石油大学科技基金项目(2007XJZ110)。
doi:10.3969/j.issn.1563-4795.2010.07.001新特器件应用0引言电机的驱动与控制是现代电子技术中一个重要的研究课题,不同种类的电动机需要有不同的控制和驱动方法。
使用高性能单片机作为电机控制驱动装置的核心,可以有效降低电机驱动器的成本,扩展应用范围,提高使用灵活性。
ATmega16单片机是ATMEL 公司的一款高性能8位AVR 单片机,它内部带有功能强大的可编程定时和计数单元,通过编程可以很容易地产生各类交、直流电机以及步进电机的驱动波形,因此,利用这类功能强大的单片机作为电机控制器的核心,可以使控制器应用更加灵活、应用范围更广、维护成本更低。
本文设计出的电机通用控制装置功能齐全,其液晶显示装置和按键可以控制并显示电机的运行状态,而数字化的温度传感器则能有效准确地监控电机的运行温度,RS485/232总线通信接口可以将多个控制器进行联网,从而实现电机的智能化远程控制。
1电机控制及驱动电路设计图1所示是一种通用电机控制装置系统的总体结构图。
其整个单片机系统以ATmega16单片机为控制核心,其中从单片机和主单片机利用I 2C总线进行通信。
从单片机连接按键和液晶屏,可以实现人机接口的功能,这样即可以为主单片机节约宝贵的I/O 资源,又可以提高系统的运行效率。
另外,DS18B20采用单总线结构采集温度,可以实现对电机温度的监控。
1.1ATmega16主控电路ATmega16单片机具有3个PWM 功能的定时器/计数器T/C0、T/C1和T/C2,其中T/C0和T/C2是两个8位的定时器/计数器,而T/C1是16位具有输入捕获功能的定时器/计数器。
本系统的主控单片机电路如图2所示,它以mega16单片机为核心,配有外围复位电路和振荡器电路,单片机所有I/O 都可独立引出,以便与外部电路的连接和扩展。
基于ATMEGA16型微控制器的轮式移动机器人控制系统设计
基于ATMEGA16型微控制器的轮式移动机器人控制系统设计摘要本文基于ATMEGA16型微控制器设计了一种轮式移动机器人控制系统。
该系统主要由硬件电路和软件程序两部分构成。
硬件电路包括ATMEGA16微控制器、电机驱动模块、传感器模块等;软件程序实现了对电机的控制、传感器数据的采集等。
在设计过程中,通过对模块之间的连接和通信进行优化,提高了系统的稳定性和响应速度。
实验证明,该控制系统能够准确地控制轮式移动机器人的运动姿态,并实现自动化巡检和避障等功能。
关键词:ATMEGA16型微控制器;轮式移动机器人;控制系统;电机驱动;传感器模块AbstractA control system for wheeled mobile robots based on ATMEGA16 microcontroller was designed in this paper. The system consists of hardware circuit and software program. The hardware circuit includes ATMEGA16 microcontroller, motordrive module, sensor module, etc. The software programrealizes the control of motors, collection of sensor data, etc. In the design process, the connection and communication between the modules were optimized to improve the stability and response speed of the system. The experimental results show that the control system can accurately control themotion attitude of wheeled mobile robots, and realizefunctions such as automatic inspection and obstacle avoidance.Keywords: ATMEGA16 Microcontroller; Wheeled Mobile Robot; Control System; Motor Drive; Sensor Module1. 引言轮式移动机器人是一种智能化技术应用的重要代表,被广泛应用于巡检、清洁、运输等领域。
AVR单片机项目十三 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
二、项目准备 2.Visual Basic上位机程序的编写
图13-3 直流电机上位机控制示意图
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
三、硬件设计
图13-4 硬件原理图
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
四、程序设计
图13-5 程序流程图
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
பைடு நூலகம்
二、项目准备 1.PWM概述 PWM是Pulse Width Modulation缩写,中文意思就是 脉冲宽度调制,简称脉宽调制。它是利用微处理器的数 字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术, 广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
单片机应用技术
项目十三 基于ATmega16片内PWM的 直流电机控制
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
一、任务要求 1.通过ATmega16单片机片内的PWM工作模式同时控制 3台12V小直流电机。 2.通过上位机可对直流电机的转速进行智能调控。
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
二、项目准备 2.Visual Basic上位机程序的编写
图13-1 VB软件运行示意图
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
二、项目准备 2.Visual Basic上位机程序的编写
图13-2 添加Comm Control 6.0控件示意图
【任务1】 基于ATmega16片内PWM的直流电机控制
五、项目实施 在教学过程中,根据课本提供的项目基本资料,老师协助 学生做出切实可行的、具体的项目实施方案,学生在项目实 施完成的过程中实现知识的学习深化、技能的训练掌握。
基于某ATmega16单片机的直流电机控制
青岛科技大学开放实验报告院校:专业:电气工程及其自动化年级:13级1班实验名称:基于Atmega16.单片机直流电机控制实验姓名:学号:同组者姓名:同组者学号:指导教师:基于ATmega16单片机的直流电机控制摘要:随着时代的进步和科技的发展,电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用,因此,对电机调速的研究有着积极的意义.长期以来,直流电机被广泛应用于调速系统中,而且一直在调速领域占居主导地位,这主要是因为直流电机不仅调速方便,而且在磁场一定的条件下,转速和电枢电压成正比,转矩容易被控制;同时具有良好的起动性能,能较平滑和经济地调节速度。
因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性。
由于直流电动机具有优良的起、制动性能,宜与在广泛范围内平滑调速。
在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等领域中得到广泛应用。
近年来交流调速系统发展很快,然而直流控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟,而且从反馈闭环控制的角度来看,它又是交流系统的基础,长期以来,由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统。
因此,直流调速系统一直在调速系统领域内占重要位置。
关键字:直流电机调速Based on ATmega16 single chip microcomputer controlof dc motorAbstract:with the progress of era and the development of science and technology, motor speed control system in industrial and agricultural production, transportation and daily life is playing a more and more important role, therefore, the study of motor speed regulation has a positive meaning. For a long time, the dc motor is widely applied to speed regulation system, and has been occupy dominant position in the field of speed adjustment, mainly because the dc motor speed regulation not only convenient, and in certain conditions, the magnetic field is proportional to the speed and the armature voltage, torque is easy to control;Has a good starting performance at the same time, can adjust the speed is relatively smooth and economically.So the dc motor speed control can get good dynamic characteristic.Due to the dc motor has excellent starting and braking performance, appropriate and smooth speed regulation in wide scope.In the rolling mill, mine winder, excavator, metal cutting machine, paper machine, is widely used in high-level elevator, etc.Ac speed regulating system develops very fast in recent years, however, dc control system in theory and in time, after all, are mature, and from the feedback closed-loop control point of view, it is the basis of communication system, for a long time, because of the performance index is better than that of ac speed regulation system of dc speed regulating system.Therefore, dc speed regulation system has been in the field of speed control system.Key words: dc motor speed control目录一、引言 (5)1.直流电机的研究意义2.设计方案二、L298N电机驱动芯片(模块) (6)三、ATmega16单片机的PWM功能 (7)四、系统设计框架 (7)五、系统电路设计 (8)六、附录 (9)1.C程序源代码2.实物图七.参考文献 (14)一、引言1.直流电机的研究意义电气传动是现在最主要的机电能量变化形式之一,在当今社会中广泛使用着各式各样的电气传动系统。
基于AVR atmega_16交直流电压表的设计
基于AVR atmega_16交直流电压表的设计本设计是基于ATmega16单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种数字电压表系统。
该系统采用ATmega16单片机作为控制核心,以MAX187为数据采样系统,实现被测电压的数据采样;使用系列比较器检测输入电压的范围,并通过继电器阵列实现了输入量程的自动转换;使用HS1602A LCD液晶显示器显示被测电压。
设计所需的全部资源ATmega16L,MAX187,LM324,OP07,继电器,电阻,导线,电容,三极管9013一、课程设计目的实现自动切换量程的数字电压表。
二、用途及功能方法分析根据待测电压的不同,自动切换量程并检测电压的大小。
目前实现电压数字化测量的方法仍然模-数(A/D)转换的方法,而数字电压表种类繁多,型号新异,目前国际仍未有统一的分类方法。
而常用的分类方法有如下几种:1.按用途来分:有直流数字电压表,交、直流数字电压表,交直流万用表等。
2.按显示位数来分:有4位,5位,6位,7位,8位等。
3.按测量速度来分:有低准确度,中准确度,高准确度等。
4.按测量速度来分:有低速,中速,高速,超高速等。
但在日常生活中,数字电压表一般是按照原理不同进行分类的,目前大致分为以下几类:比较式,电压——时间变换式,积分式等。
数字电压表有多种的设计方法,方案是多种多样的,由于大规模集成电路数字芯片的高速发展,各种数字芯片品种多样,导致对模拟数据的采集部分的不一致性,进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性。
又由于在现实的工作生活中,电压表的测量测程范围是比较大的,所以必须要对输入电压作分压处理,而各个数据处理芯片的处理电压范围不同,则各种方案的分段也不同。
由此结合设计要求选择由单片机系统及数字芯片构建。
这种方案是利用单片机系统与与其模数转换功能、显示模块等的结合构建数字电压表。
由于单片机的发展已经成熟,利用单片机系统的软硬件结合,可以组装出许多的应用电路来。
直流电机速度PID控制系统设计毕业论文(设计).doc.doc
序号(学号〉: 161240303长春大学 毕业设计(论文)直流电机速度PID 控制系统设计李一丹国际教育学院自动化1612403曹福成2016 年 5 月 30 0姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师直流电机速度PID控制系统设计摘要:针对现有的直流电机控速难的问题,本文设计了一种基于ATmegal6L单片机的直流电机速度控制系统。
本系统以ATinegal6L单片机为主控制器,搭载了L298n为电机驱动,通过霍尔元件进行测速,通过按键控制电机的转动方向和转动速度,并配以温度传感器DS18B20对温度进行监测,通过PID算法调节PW\1 进行对速度控制。
该系统包括的模块主要有单片机为主体的控制模块、电机的驱动模块、对电机速度进行监测的模块、由LCD1602构成的显示ky r模块、电源模块和按键控制模块等。
本系统可以通过PID算法实现可编程脉宽波形对直流电机的速度进行控制,并且可以显示出当前电机的转速。
关键词:单片机;PID算法;直流电机The design of DC motor speed control system with PID Abstract: According to the existing DC motor speed control problem, this paper describes the design of a DC motor speed control system based on ATmegal6L MCU. To ATMEGA16L microcontroller as the main controller for the system, equipped with a L298n for motor drive, through the hall element of speed, through the buttons to control the motor rotation direction and the rotation speed, and the temperature sensor DS18B20 the temperature monitoring, PID algorithm is used to adjust the PWM control of the speed. The system includes the following modules display microprocessor control module, as the main body of the motor drive module, monitoring module, the speed of motor is composed of LCD1602 module, power supply module and key control module.This system can realize through PID algorithm to control the speed of the programming pulse waveforms of DC motor, and can display the current motor speed.Keywords: single chip microcomputer, PID algorithm, DC motor ky r戈ml ml ——II —In —In | * 11—I 1111 ml 1111目录Bit (1)l.i选题背景及意义 (1)1.2国内外研宄现状 (2)1.3木文主要研究的内容 (3)第2章总体方案论述 (4)ky r2.1系统主要传感器介绍 (4)2.1.1温度传感器 (4)2.1.2转速检测模块 (5)2.2系统总体功能及方案选择 (6)2.2.1系统所需模块及功能 (6)2.2.2主控制器选择 (8)第3章系统总体硬件设计 (10)3.1单片机最小系统 (10)3.1.1ATmegal6L单片机的引脚分布 (10)3.1.2最小系统的硬件电路 (13)3.2电机驱动电路 (14)3.3温度检测电路 (15)3.4光电管提示电路和按键控制电路 (15)3.5LCD1602 显示电路 (16)3.6电源电路 (17)3.7本章小节 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1系统总体流程图 (19)4.2 PID算法简介 (19)4.2.1PID算法介绍 (20)4.2.2HD算法结果 (21)4.3系统调试步骤 (21)4.4误差分析即改进方法 (22)给论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)隱 (26)附录I系统总体硬件电路图 (26)附录II系统中部分程序 (27)ky r In—ml ml ml ml | , I af—.第1章绪论1.1选题背景及意义电动机简称电机,俗称马达,在现实生活中,我们处处都可以见到电机的身影,小到小学生玩的电动四驱车,大到炼钢厂用的滚动罐,这些都是电机家族的成员。
基于ATmega16的电动车锂电池组设计
基于ATmega16的电动车锂电池组设计
随着电动自行车的逐渐普及,电动自行车的主要能源---锂电池也成为
众人关心的焦点。
锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样,因其能量密度高,对充放电要求很高。
当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时,锂电池内的压力与热量大量增加,容易产生爆炸,因此通常都会在电池包内加保护电路,用以提高锂电池的使用寿命。
针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成,存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池
组等特点,本文中提出一种基于单片机的电动车36 V 锂电池组(由10 节3. 6 V 锂电池串联而成)保护电路设计方案,利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心,用由MC34063 构成的DC /DC 变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源,辅以LM60 测温、MOS 管IRF530N 作充放电控制开关,实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能,达到延长电池使用寿命
的目的。
1 保护电路硬件设计
本系统以单片机为数据处理和控制的核心,将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。
系统的总体框
电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路,加到信号采集部分的A /D 输入端。
A /D 模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并传输给单片机。
单片机作为数据处理和控制的核心,一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态,一方面根据这些状态参数控制驱动大功率。
基于atmega16单片机的直流恒流源设计大学论文
数控直流电流源设计学生学号:学生姓名:专业班级:指导教师:职称:起止日期:摘要:该数控直流电流源以精密压控电流源为核心、用单片机、DAC组成控制电路,引入“S类”反馈控制功率放大电路,实现超精密电流控制、具备精准的扩流能力、低失调、有步进、同时带有丰富扩展功能的精密电流源。
完成输出电流显示功能,并使输出范围覆盖0~1A,是理想的电流源解决方案。
关键词:单片机 TLC5615 PWM控制Abstract: The direct current source of numerical control bases on accurate VCCS, using MCU and DAC as controller kernel, importing circuit of power amplification of type S with feedback control; achieves ultra accurate current control; has low offset and excellent capacity for current enlarging; has step by step motion. At the same time, it provides abundance extended functions. it carries out the function of displaying the current output, meanwhile it achieves a range of 0 to 1A. Above all, it is an ideal solution of current source.Keyword: accurate current source , low offset , power amplification of type S目录摘要I 目录II 第1章绪论- 1 -1.1 在计量领域中的应用- 1 -1.2 在半导体器件性能测试中的应用- 1 -1.3 恒流源的发展历程- 2 -1.2.1 电真空器件恒流源的诞生- 2 -1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类- 2 -1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类- 2 -第2章恒流源的设计理论与总体方案- 3 -2.1 总体方案选取及性能指标- 3 -2.1.1 数控直流电流源的设计要求- 3 -2.1.2数控直流电流源系统设计方案比较- 3 -2.2 恒流源基本设计原理与实现方法- 4 -2.2.1 恒流源的基本设计原理- 4 -2.2.2 引起稳定电源输出不稳定的主要原因- 4 -2.2.3 恒流源的基本设计原理- 5 -第3章系统的硬件设计与实现- 5 -3.1 A TMEGA16单片机介绍- 5 -3.2 LCD1602液晶- 6 -3.3 D/A的介绍- 6 -3.4 供电电源的设计- 7 -3.5 PWM芯片的选择- 7 -3.6 PWM调制波与MOSFET的驱动电路的设计- 11 -第4章系统的软件设计- 12 -4.1 主软件流程- 12 -程序初始化- 12 -4.2 LCD1602软件流程- 13 -第5章系统测试分析与总结- 13 -5.1 测试方法- 13 -5.2 总结- 13 -附录- 16 -附1:原件清单- 16 -附2:总电路图- 17 -附3:源程序- 17 -参考文献- 23 -第1章绪论在实际生活中,很多电子系统都要求有稳定的直流电流源供电,特别是在厂矿企业和实验室中,直流稳压电流源作为一种必备的电子设备得到了广泛的应用。
基于ATmega16单片机步进电机控制技术的探讨
步进 电机 是 的本质
的联 系。 电机 亦是一种 将 电脉 冲转化 为角位移 或直 线位移 的执行机 构 , 步进 当 步进 电机驱 动器接 收到一个脉冲信号 , 它就驱动 步进 电机按设 定的方 向转 动一 个固定 的角度( 又称之为步进 角) , 为此可 以通过控制 脉冲个数来控 制角位移量 , 从而达 到准确定 位的 目的 同 时可 以通 过脉冲频率 来控制步进 电机的转动 速度 和加 速度 , 而达 到调速 的 目的。 进 电机 的一些特 点 :. 从 步 1一般 步进 电机 的精 度 为步进 角 的 3 %, -5 且不 累积 。 . 2 步进 电机 外 表允 许 的最高 温度 。 步进 电机温度过 高首先 会使 电机的磁性材 料退磁 , 从而导致力 矩下降乃至 于 失步 , 因此电机 外表允许 的最高 温度应 取决于 不同 电机磁 性材 料的退磁 点 ; 般 来讲 , 磁性 材 料 的退 磁点都 在 摄 氏 10 以上 , 的 甚至 高达 摄 氏20 3度 有 0 度 以上 , 以步进 电机外表 温 度在 摄 氏8- 0 完全 正常 。 所 0 9度 步进 电机是 将 电脉冲信 号转变 为角 位移 或线位 移 的开 环控 制元件 。 非 在 超 载 的情 况 下 , 电机转 速 、 停止 的位置 只取决 于 脉冲信 号的 频率 和脉冲数 , 而 不受负载 变化 的影响 , 即给 电机某相 线圈加 一脉冲 信号 , 电机则 转过一 个步距 角。 一线性 关系 的存在 , 这 加上步进 电机 只有周 期性的误差 而无 累积误差 等特 点 , 在速 度 、 等控 制领域 用步进 电机 来控 制变 得非常 简 单。 然步进 使得 位置 虽 电机 已被 广泛地 应用 , 但步进 电机并 不像普 通的直 流 电机 、 交流 电机那样 在常 规下使 用 。 它必须 在 双环形 脉冲 信号 、 功率驱 动 电路等 组成 控制 系统下 使用 。
基于Atmega16垂直轴风力发电机电压控制系统设计
21新能源产业基于Atmega16垂直轴风力发电机电压控制系统设计任雁 李建朝 杨宗霄河南科技大学机电工程学院摘 要:本文介绍了基于Atmega16的电压控制系统设计,该控制系统主要用于同轴型直驱式永磁风力发电机的电压控 制,该设计主要分为主电路和控制电路。
其中主电路包括:采用二极管和滤波电容组成的整流滤波电路,采 用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关功率管的稳压电路,以及蓄电池充电电路。
控制电路采用ATMEGA16单片机 经过软件编程生成PWM波,作为IGBT驱动电路的输入信号,从而对IGBT的导通关断进行控制,稳定风力发电 机的输出电压。
同时,在PWM脉宽调制的过程中加入软开关技术, 提高了IGBT的频率,减小了损耗。
关键词:垂直轴风力发电;PWM脉宽调制;IGBT开关功率管;ATMEGA16单片机;软开关技术 0 概述 风能作为一种清洁的可再生能源,是新能源开发中重要的项目。
风力发电的基本原理是空气流动的动能作用在叶轮上,将动能转换成机械能, 从而推动叶轮旋转,通过叶轮旋转带动发电机产生电能。
垂直轴风力发电机采用叶轮通过转轴直接连接与发电机转子的连接方式,不需要迎风调节系统,可以接受360度方位中任何方向来风,主轴永远向设计方向转动,提高了风能的利用率,且结构简单、体积小、成本低、并便于维护。
然而风力并不稳定,即单位时间内通过叶轮的风量并不恒定,造成叶轮转速变化较大,也就无法保证风力发电机的稳定运行,其输出的电压、频率都有较大变化难以使用。
为了使风力发电系统输出的电能能够应用,需要采用一定的控制系统对风力发电机输出电压和频率进行控制。
本设计是针对同轴型直驱式永磁风力发电机(已获专利,专利申请号:200810049517)的电压控制系统。
其核心是利用单片机的计算和控制能力对采样数据进行各种计算,从而排除和减少由于骚扰信号和模拟电路引起的误差,大大提高了输出电压的稳定性,降低了对模拟电路的要求。
基于ATmega16的无刷直流电机调速系统
p s f at o t l tep l i h m d lt n P oeo s cnr , h us w d o ua o ( WM)w sue ora z t l s ed rg lt n a d Z G 2 0 w su e os o o e f o e t i a sd t e l es be p e e ua o n L 7 9 a sd t h w sm i a i
第2 7卷 第 6期
21 0 0年 6月
机
电
工
程
V0 . 7 No. 12 6
J u n l fMe h n c ll gn e i o c n
J n 01 u .2 0
基 于 AT g l mea 6的 无 刷 流 电机 调 速 系统 直
常 规 调速 系统 相 比 , 调 速 系统 具 有 调 速 范 围 宽 、 该 动态 响 应 性 能 良好 和 系 统 稳 定等 优 点 , 够 满 足 自动 离合 器 自动 控 制 的 要 求 。 能
关键词 : 自动离合 器 ; 直流 电机 ; T ea6 脉冲宽度调制 A m gl ; 中图分 类号 :P 1T T 2 ;M3 文献标识码 : A 文章编号 :0 1— 5 12 1 )6— 0 8— 4 10 4 5 ( 00 0 0 5 0
kn s o aa i d fd t .Th e u t i dc t h t o a e i t e p e o t ls se ,ti y t m o s i d a tg s u h a i e s e d e r s l n iae ta ,c mp r d w t oh r s e d c nr y tms h s s se wn t a v n a e ,s c s w d p e s h o s rn e ie d n mi e p n e p o et ,g o tb l y a d S i a g ,n c y a c r s o s rp r y o d sa i t n OOl u t e mo e tc n s t f h e u s o u o t lt h i .F rh r r ,i a ai y t e r q e t fa tmai cu c . s c
基于ATmega16的无刷直流电机调速系统
第27卷第6期2010年6月机 电 工 程Journal ofM echan ica l&E l ectrical Eng i nee ri ngVo.l 27No .6J un .2010收稿日期:2010-01-14作者简介:莫易敏(1960-),男,湖南桃源人,教授,博士生导师,主要从事表面工程、摩擦学、机电一体化等方面的研究.E 2ma i :l m oyi m i n@ma i .l whut .edu .cn基于ATm ega16的无刷直流电机调速系统莫易敏,姚 琳,汤春球(武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070)摘要:自动离合器取消了离合踏板,采用电控驱动装置实现自动离合。
针对自动离合器接合过程中要实现平稳接合与快速分离的问题,采用无刷直流电机来驱动离合器执行机构。
介绍了用于驱动离合器执行机构的无刷直流电机调速系统,系统以ATm ega16为核心实现快速控制,以脉冲宽度调制(P WM )调速技术实现了稳定调速,用Z LG7290芯片实现了各数据的显示。
研究结果表明,与常规调速系统相比,该调速系统具有调速范围宽、动态响应性能良好和系统稳定等优点,能够满足自动离合器自动控制的要求。
关键词:自动离合器;直流电机;AT m ega16;脉冲宽度调制中图分类号:TP21;T M 3 文献标识码:A文章编号:1001-4551(2010)06-0058-04A brus h less DC motor s peed con trol system based on ATm ega16MO Y i 2m i n ,YAO L i n ,T ANG Chun 2qi u(School ofM echan ical and E lectron ic Engi n eer i n g ,W uhan Un i v ersity of Tec hnol o gy ,Wuhan 430070,China)Abstr ac t :Auto m ati c c l utch p s c l utch peda l is unfi xed and electronic control devi ce i s put t o use in auto m atic c l utch .A i m i ng at the prob l e m ofstable engagi ng and fast release i n t he process of Au t o m atic c l utch p s engagi ng ,a brus h less DC m otor was p i cked to dr i ve the c l utch p s actuator .A brush l ess DC m otor speed control syste m wh i ch used to dri ve t he auto m atic cl u tch p s actuator was i n troduced ,using AT m ega16for the pur 2pose of fast co n tro,l the pu l se widt h m odulatio n (P WM )was used to realize stable speed reg u lati on and ZL G7290was used t o sho w so me k i nds of data .The res u lts i nd i cate that ,co m pa red with other speed co ntrol syste m s ,t h is syste m o wns its advantages ,such as w i de speed range ,nice dynam i c respo nse pro perty ,good stab ility and so on .F urt her m ore ,it can satisfy the request of auto m ati c c l utch .K ey word s :auto m atic c l utch syst o m (ACS);DC motor ;AT m ega16;pu lse wi d t h modu l a ti on(PW M )0 引 言在行车过程中,驾驶员需要不断地换档来实现驾驶要求,可以说驾驶员的工作十分繁重,很容易产生驾驶疲劳,这就对汽车离合器的操纵舒适度提出了进一步的要求[1]。
基于atmega16-控制直流电动机
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第一章绪论 (2)1.1直流电机发展 (2)1.2直流电机的应用前景 (3)1.3 直流电动机特点与构造 (3)1.4设计内容 (4)第二章ATMage16单片机介绍 (5)2.1 Atmega16主要功能 (5)第三章硬件系统设计 (7)3.1 直流电动机的控制原理 (7)3.2 电机控制原理图 (9)参考文献 (10)附录: (11)第一章绪论1.1直流电机发展1840年Wheatsone开始提出和制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今,在160多年的历史中,直线电机经历了三个时期。
(1)1840~1955年为探索实验时期;从1840年到1955年的116年期间,直线电机从设想到实验到部分实验性应用,经历了一个不断探索,屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后,最早明确地提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长,在他所写的一篇文章中,首先明确地提到了直线电机以及它的专利。
然而,由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平,在经过断断续续20多年的顽强努力后,最终却未能获得成功。
在1840~1955年期间,是直线电机探索实验和部分实验应用时期,在直线电机与旋转电机的相互竞争中,由于直线电机的成本和效率方面没有能够战胜旋转电机,或者说,直线电机还没能找到唯独它能解决问题的领域,以及直线电机在设计方面也没有突破性的成功,所以直线电机在这一时期始终未能得到真正的应用。
基于某ATmega16单片机的直流电机控制
科技大学开放实验报告院校:专业:电气工程及其自动化年级:13级1班实验名称:基于Atmega16.单片机直流电机控制实验:学号:同组者:同组者学号:指导教师:基于ATmega16单片机的直流电机控制摘要:随着时代的进步和科技的发展,电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用,因此,对电机调速的研究有着积极的意义.长期以来,直流电机被广泛应用于调速系统中,而且一直在调速领域占居主导地位,这主要是因为直流电机不仅调速方便,而且在磁场一定的条件下,转速和电枢电压成正比,转矩容易被控制;同时具有良好的起动性能,能较平滑和经济地调节速度。
因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性。
由于直流电动机具有优良的起、制动性能,宜与在广泛围平滑调速。
在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等领域中得到广泛应用。
近年来交流调速系统发展很快,然而直流控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟,而且从反馈闭环控制的角度来看,它又是交流系统的基础,长期以来,由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统。
因此,直流调速系统一直在调速系统领域占重要位置。
关键字:直流电机调速Based on ATmega16 single chip microcomputer controlof dc motorAbstract:with the progress of era and the development of science and technology, motor speed control system in industrial and agricultural production, transportation and daily life is playing a more and more important role, therefore, the study of motor speed regulation has a positive meaning. For a long time, the dc motor is widely applied to speed regulation system, and has been occupy dominant position in the field of speed adjustment, mainly because the dc motor speed regulation not only convenient, and in certain conditions, the magnetic field is proportional to the speed and the armature voltage, torque is easy to control;Has a good starting performance at the same time, can adjust the speed is relatively smooth and economically.So the dc motor speed control can get good dynamic characteristic.Due to the dc motor has excellent starting and braking performance, appropriate and smooth speed regulation in wide scope.In the rolling mill, mine winder, excavator, metal cutting machine, paper machine, is widely used in high-level elevator, etc.Ac speed regulating system develops very fast in recent years, however, dc control system in theory and in time, after all, are mature, and from the feedback closed-loop control point of view, it is the basis of communication system, for a long time, because of the performance index is better than that of ac speed regulation system of dc speed regulating system.Therefore, dc speed regulation system has been in the field of speed control system.Key words: dc motor speed control目录一、引言 (5)1.直流电机的研究意义2.设计方案二、L298N电机驱动芯片(模块) (6)三、ATmega16单片机的PWM功能 (7)四、系统设计框架 (7)五、系统电路设计 (8)六、附录 (9)1.C程序源代码2.实物图七.参考文献 (14)一、引言1.直流电机的研究意义电气传动是现在最主要的机电能量变化形式之一,在当今社会中广泛使用着各式各样的电气传动系统。
基于ATmega16的智能直流调速系统
基于ATmega16的智能直流调速系统
王银玲
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(000)05Z
【摘要】本文建立电机转速、电流双闭环控制模型,采用模糊神经网络控制算法,提出了以ATmega16单片机为控制核心的直流调速系统,给出该系统的硬件与软件的实现方案。
对该系统进行的仿真实验,验证了本文提出的控制方法的正确性和有效性。
【总页数】3页(P84-85,93)
【作者】王银玲
【作者单位】西南科技大学工程技术中心,四川621010
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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基于ATMAGE16的直流电源屏硅链自动调压系统
基于ATMAGE16的直流电源屏硅链自动调压系统
目前,电力系统大量的综合自动化变电站的新建和改造,使得大量的直
流电源屏在电力系统得以应用,为使系统配置合理,能更可靠、稳定的为变电站提高直流电源,确保变电设备的正常、可靠运行,其中为控制母线提供稳定直流电压的调压单元工作地位也极其重要。
调压单元:采用硅链降压的调压方式,合闸母线的调压容量按照合闸负荷的最大放电容量进行配置,控制母线的调压容量按照控制负荷的最大冲击电流进行配置。
为了使系统简单、便于维护,通常采用合闸母线不使用调压单元而直接是蓄电池的端电压,同时要求硅链具有手动/自动调压转换功能,使硅链在自动调压功能出错时,转换到手动调压,也可保证硅链的正常工作,确保控制母线的可靠供电。
基于ATMAGE16 单片机的直流电源屏硅链自动调压装置将硅链、直流接触器、电压自动检测装置等组合而成。
该装置根据控母电压,自动驱动接触器,通过接触器的“分”/“合”,调节硅链的“投入”与“退出”,改变控制母线电压,使
其保持在额定值范围内。
该装置也可运行在手动调压状态,强制吸合或断开执行接触器,调节输出电压。
ATMAGE16 是高性能,低功耗的8 位AVR 微处理器,采用RISC 精简指令结构,大多数指令执行时间为单机器周期,在运用在硅链自动调压这种慢速设备上它工作非常从容,它具有8 路10 位的模数转换器,这是我们所关心的,因为自动调压涉及到两路直流电压的采样,8 路10 位的AD 已经足够了,勿需外扩AD 芯片,它具有32 个可编程的I./O 口,足够用来动态显示两路三位数
字的直流电压以及人机接口,它的功耗非常低,在1MHz 工作模式下,工作电流仅为1.1mA,芯片内部自带看门狗电路,保证程序在跑飞情况下自动回到正常。
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电动机控制期末论文论文题目:基于ATMega16-控制直流电动机摘要本文主要介绍基于ATMega16单片机的直流电动机控制,众所周知的,直流电动机在控制上较于步进电机有一定的优势的,其具有良好的起动、制动和调速性能,因此使得直流电动机得到广泛的应用。
关键词:ATMega16单片机直流电动机正反转控制原理AbstractThis paper describes the DC motor control based on ATMega16 microcontroller, the well-known, DC motor control than in the stepper motor has some advantages, it has a good start, braking and speed control performance, the DC motor has been widely used in high-performance electric drive system.Keywords: ATMega microcontroller DC motor Control principle目录摘要 (I)Abstract (I)第一章绪论 (3)1.1直流电机发展 (3)1.2直流电机的应用前景 (1)1.3 直流电动机特点与构造 (2)1.4设计内容 (2)第二章ATMage16单片机介绍 (3)2.1 Atmega16主要功能 (3)第三章硬件系统设计 (5)3.1 直流电动机的控制原理 (6)3.2 电机控制原理图 (8)参考文献 (9)附录: (10)第一章绪论1.1直流电机发展1840年Wheatsone开始提出和制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今,在160多年的历史中,直线电机经历了三个时期。
(1)1840~1955年为探索实验时期;从1840年到1955年的116年期间,直线电机从设想到实验到部分实验性应用,经历了一个不断探索,屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后,最早明确地提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长,在他所写的一篇文章中,首先明确地提到了直线电机以及它的专利。
然而,由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平,在经过断断续续20多年的顽强努力后,最终却未能获得成功。
在1840~1955年期间,是直线电机探索实验和部分实验应用时期,在直线电机与旋转电机的相互竞争中,由于直线电机的成本和效率方面没有能够战胜旋转电机,或者说,直线电机还没能找到唯独它能解决问题的领域,以及直线电机在设计方面也没有突破性的成功,所以直线电机在这一时期始终未能得到真正的应用。
(2)1956~1970年为开发应用时期;自1955年以来,直线电机进入了全面的开发阶段,特别是该时期的控制技术和材料的惊人发展,更加助长了这种势头。
在这段时期,申请直线机的专利件数也开始急速增加,该时期直线电机专利的增长率超过了所有其他技术领域的平均增长率。
到1965年以后,随着控制技术和材料性能的显著提高,应用直线电机的实用设备被逐步开发出来,例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、电唱机、缝纫机、空气压缩机、输送装置等。
(3)1971年至今为实用商品时期;从1971年开始到目前的这个阶段,直线电机终于进入了独立的应用时代,在这个时代,各类直线电机的应用得到了迅速的推广,制成了许多具有实用价值的装置和产品,例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、起重机、空压机、冲压机、拉伸机、各种电动门、电动窗、电动纺织机等等。
特别可喜的是利用直线电机驱动的磁悬浮列车,其速度已超500km/h,接近了航空的飞行速度,且试验行程累计已达数十万千米。
1.2直流电机的应用前景直流电机(无刷直流电机)是近几年来小电机行业发展最快的品种之一,随着视听产品小、轻、薄化和家电产品的静音节能化以及豪华型轿车需求量增多,直流电动机需要量迅速增加;直流电机用电子换向替代了电刷和换向器,具有高可靠、高效率、寿命长、调速方便、低噪音等优点。
直流电机具有体积小、重量轻、效率高、调速性能好、转动惯量小、没有励磁损耗等问题,因此在各个领域具有广泛的应用前景。
国内近年来在直流电机的设计及控制方面有很多的研究,但与国外成熟的产品相比还有很多地方值得提高,并且很多无刷直流电机生产商都没有给出具体的控制方案,因此在无刷直流电机控制方面的研究是非常有必要的。
一方面,直流电机与其他异步电机相比具有明显的优势如反馈装置更简单、功率密度更高、输出转矩更大、并且电机和逆变器各自的潜力得到充分的发挥,因此无刷直流电机的应用和研究得到了前所未有的重视。
据资料统计表明直流电机的使用每年以较高比例增长。
另一方面无刷直流电机与有刷直流电机相比有更多的优点如电机本体结构简单、运行时无火花、电磁干扰小,无噪声等,因此具备广泛应用前景。
1.3 直流电动机特点与构造直流电动机特点:(1)调速性能好。
所谓“调速性能”,是指电动机在一定负载的条件下,根据需要,人为地改变电动机的转速。
直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。
(2)起动力矩大。
可以均匀而经济地实现转速调节。
因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用直流电动机拖动。
直流电动机构造:直流电动机分为两部分:定子与转子。
记住定子与转子都是由那几部分构成的,注意:不要把换向极与换向器弄混淆了,记住他们两个的作用。
定子包括:主磁极,机座,换向极,电刷装置等。
转子包括:电枢铁芯,电枢绕组,换向器,轴和风扇等。
1.4设计内容本文设计主要对电机实现正反转功能,通过按键开关来控制电机正反转。
以达到设计要求。
第二章ATMage16单片机介绍2.1 Atmega16主要功能AVR单片机主要有ATtiny、AT90和ATmega三种系列,其结构和基本原理都相类似。
本次设计所用到的Atmega16L芯片,在这里作为电机控制的核心部件。
它是一种具有40引脚的高性能、低功耗的8位微处理器。
其功能特性如下[4]:(1) 8位CPU;(2) 先进的RISC结构:131条指令–大多数指令执行时间为单个时钟周期,32个8位通用工作寄存器,全静态工作;(3) 非易失性数据和程序存储器:16K 字节的系统内可编程Flash,擦写寿命可达到10,000 次以上。
具有独立锁定位的可选Boot代码区,通过片上Boot程序实现系统内编程;(4) 可通过JTAG接口实现对FLASH、EEPROM的编程;(5) 32个可编程的I/O引线,40引脚PDIP封装;(6) 两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/ 计数器,一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/ 计数器;(7) 片内/ 片外中断源;(8) 具有一个10位的AD转换器,能对来自端口A的8位单端输入电压进行采样。
(9) 工作电压:2.7-5.5V。
速度等级:0-8MHz;AVR单片机的主要特点如下:1.片内集成可擦写10000次以上的Flash程序存储器。
由于AVR采用16位的指令,所以一个程序存储器的存储单元为16位,AVR的数据存储器还是以8个Bit(位)为一个单元,因此AVR还是属于8位单片机。
2.高度保密(LOCK)。
可多次擦写的FLASH具有多重密码保护锁死(LOCK)功能,因此可低成本高速度地完成产品商品化,并且可多次更改程序(产品升级)而不必浪费1C或电路板,大大提高了产品的质量及竞争力。
3.超功能精简指令。
具有32个通用作寄存器(相当于8051中的32个累加器),克服了单一累加器数据处理造成的瓶须现象,128~4K字节SRAM可灵活使用指令计算,并可用功能很强的C语言编程,易学、易写、易移植。
4.程序写入器件可以并行写入(用编程器写入),也可使用串行在线编程(ISP)方法下载写入,也就是说不必将单片机芯片从系统上拆下,拿到万用编程器上烧写,而可直接在电路板上进行程序的修改、烧写等操作,方便产品升级,尤其是采用SMD封装,更利于产品微型化。
图2-12.2 Atmega16引脚功能Atmega16L双列直插式(PDIP)引脚如图2-1引脚功能简述如下:A/VCC: 模拟/数字电源;AREF: A/D转换参考电压;XTAL1/2:晶振;RESET:复位;AREF:A/D转换参考电压;PA~PD:双向I/O口;TXD:USART输出引脚;RXD:USART输入引脚;OC1A: PWM波形输出端;综合以上所述,正因为ATMEGA16单片机的先进性,本设计选用该型号的单片机。
第三章硬件系统设计经过对ATmega16等的总体了解和掌握以及对各种元器件和电路图的分析和比较后,现在就进入硬件电路的设计。
图3-1 直流电动机模型3.1 直流电动机的控制原理图3-1是一个最简单的直流电动机模型。
在一对静止的磁极N和S之间,装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯,在它上面装有矩形的线圈abcd。
这个转动的部分通常叫做电枢。
线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。
换向片1和2之间是彼此绝缘的,它们和电枢装在同一根轴上,可随电枢一起转动。
A和B是两个固定不动的碳质电刷,它们和换向片之间是滑动接触的。
来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。
当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时,电流从电刷A流入,而从电刷B流出。
这时线圈中的电流方向是从a流向b,再从c流向d。
我们知道,载流导体在图3-2 换向器在直流电机中的作用磁场中要受到电磁力,其方向由左手定则来决定。
当电枢在图3-2(a)所示的位置时,线圈ab边的电流从a流向b,用表示,cd边的电流从c流向d,用⊙表示。
根据左手定则可以判断出,ab边受力的方向是从右向左,而cd边受力的方向是从左向右。
这样,在电枢上就产生了反时针方向的转矩,因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极,而cd边从S极下面进入N极时,与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触,而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触,如图7-5(b)所示。
这样,线圈内的电流方向变为从d流向c,再从b 流向a,从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。
因此转矩的方向也不改变,电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。
由此可以看出,换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。
3.2 电机控制原理图电机通过ATMega16单片机进行控制,其控制框图如图3-3示:图3-3具体如下图示:正转反转K1K2K3PWM1MAMB开始K1K2K3XT1XT2XT1XT2PB0/T0/XCK1PB1/T12PB2/AIN0/INT23PB3/AIN1/OC04PB4/SS5PB5/MOSI6PB6/MISO7PB7/SCK8RESET9XTAL213XTAL112PD0/RXD14PD1/TXD15PD2/INT016PD3/INT117PD4/OC1B18PD5/OC1A19PD6/ICP120PD7/OC221PC0/SCL22PC1/SDA23PC2/TCK24PC3/TMS25PC4/TDO26PC5/TDI27PC6/TOSC128PC7/TOSC229PA7/ADC733PA6/ADC634PA5/ADC535PA4/ADC436PA3/ADC337PA2/ADC238PA1/ADC139PA0/ADC040AREF32AVCC30U1ATMEGA16PWM1IN15IN27ENA6OUT12OUT23ENB11OUT313OUT414IN310IN412SENSA1SENSB15GND8VS4VCC9U4L298C4100nf+88.8D1D2D3D4C5100nf+12VMAMBX1CRYSTALC322pfC622pfATMega16 直流电机结束语通过本次课程设计,让我明白了许多在课本之外的东西,也让我更加深刻的体会到知识只有运用到生活,结合了生活才有无限的创造力,才能实现知识的价值。