AVR直流电机控制系统硬件设计概述
直流电机的转矩控制系统----硬件设计
直流电机的转矩控制系统----硬件设计概述直流电机的转矩控制系统是一种用于控制直流电机输出转矩的系统。
本文将介绍该系统的硬件设计方面的要点和细节。
1. 电源模块电源模块是直流电机控制系统的基础，用于提供电源电压。
在硬件设计中，需要选择适当的电源模块并进行合适的连接。
2. 控制器控制器是直流电机转矩控制系统的核心部件。
它接收输入信号，并通过控制电流来实现对电机转矩的控制。
在硬件设计中，需要选择合适的控制器，并将其与电机进行连接。
3. 传感器传感器用于测量电机的输出转矩。
常用的传感器包括转矩传感器和速度传感器。
在硬件设计中，需要选择适当的传感器，并将其与控制器进行连接。
4. 信号调节模块信号调节模块用于将控制器的输出信号调节为合适的电平，以便控制电机的速度和方向。
在硬件设计中，需要选择适当的信号调节模块，并将其与控制器进行连接。
5. 保护电路保护电路用于保护直流电机和控制系统免受过电流、过压等可能的损坏。
在硬件设计中，需要设计合适的保护电路，并将其与电源模块、控制器等其他组件进行连接。
6. 连接线路连接线路用于连接各个组件，传递信号和电源。
在硬件设计中，需要设计合适的连接线路，并保证其稳定性和可靠性。
总结直流电机的转矩控制系统的硬件设计涉及多个组件的选择和连接。
通过合适的电源模块、控制器、传感器以及保护电路的设计，可以实现对直流电机输出转矩的控制。
合理设计连接线路，确保系统的稳定性和可靠性。
以上是直流电机的转矩控制系统的硬件设计的要点和细节。
电力系统保护与控制-AVR
➢ 控制对象：发电机 反馈控制系统 ➢ 控制器： 励磁调节器
➢ 执行环节：励磁机
自动励磁 控制系统
h
24
励磁控制系统的传递函数
• 二、励磁调节器各单元传递函数
1. 测量比较单元： GRSU Ud Gess1 KTRRs
2. 综合放大单元，一阶惯性环节： GAs1KTAAs 限幅环节
3. 功率放大单元： Gs Kz
VF(s) 1Gs
这些常数取决于负载，由全载至无载，KG 在 0.7 至 1 间变化，
而G 则为 1.0 至 2.0 秒间。
h
35
感知器模型
电压系由比压器感知，并经某型式的桥式整流器整流，此感知 器可用一个简单的单阶传递函数，给定为
Vs(s) KR
Vt (s) 1Rs
R 非常小，可假设其范围为 0.01 至 0.06 秒。
高层控制 三次控制
反馈
给定
区域1
中层控制 二次控制
反馈
给定
区域3
区域2
底层控制 一次控制
实际电力系统
h
6
h
7
h
8
系统发电控制
控制方式：“预防”；“补救”。
计划：根据计划，提供发电的基点功率。与 负荷预测，机组经济组合，发电计划，交换 计划有关。
区域调节：随着系统频率、联络线所带负荷 或者它们相互之间关系的变化，调节指定区 域内各发电机的有功出力来维持计划的系统 频率或使其与其他区域的既定交换在预定限 值内或二者兼顾。
10
12
14
16
18
20
h
39
h
40
Step
10
1
0.1s+1
基于AVR无刷直流电动机控制器的设计
【 关键词 】 无刷直 流电动机 ；Ｖ Ａ Ｒ单片机 ；ＷＭ Ｐ
中 图 分 类 号 ：Ｍ３ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｈ ｅ ｓＤＣ ｏ ｏ ｎ ｒ ｌ ｒ Ｂａ ｅ ｏ ｓｇ ｆＢｒ ｓ ｌｓ Ｍ ｔ ｒ Ｃｏ ｔ ｏｌ ｓ ｄ ｎ ＡＶＲ ｅ
ａ ｄ ｍｏ ｕａ ｉｇ ｔ ｅ ｄ ｔ —ａｉ ｆＰ Ｍ ａ ｅ ｈ ｏ ｔ ｌ ｉ ｕ ｔｏ ｒ ｓ ｌ ｓ ｉ ｃ ｕ ｒｎ ｔ ｒｍａｎ ｙ ｆ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｏ ｎ ｄ ｌ ｔ ｈ ｕｙ ｒｔ ｏ Ｗ ｎ ｏ ｗ ｖ ．Ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｒ ｉ ｆｂ ｈ ｅ ｓ ｄｒ ｔ ｒ ｔｍｏ ｏ ｉｌ ｏ ｃｃ Ｒ ｅ ｃ ｅ ｃ ｏ ｓ ｓｏ ｈ ｅ ｉｎ ｆｒ
ｔｅｍａ ｉ ｕｔ ｄｉｅ ｉ ｕ ｎ ｅｐｓ ｉ ｇａ ｄｔｃｎ ｉ ｕｔ， ｎ ｖｓ ｈ ｏ ｅｐｎ ｉｇ ａ ｗ ｅｃ ｃｉａｄｔｅ ｏ ｈ ｉ ｃ ｃｉ ｒ ｎｃ ｃｉａｄｔ ｏｉｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｇｃ ｃｉ ａｄｇ ｅ ｅｃｒ ｓ ｄｎ ｒ ａ ｉ ｕ ｗ ｎ ｒ ， ｖ ｒ ｔ ｈ ｔｎ ｉ ｅ ｉ ｎ ｒ ｉ ｔ ｒｏ ｈ ｄｒ ｒ ｔ ｎ ｈｆ ｌ
计 了一款 基 于 Ａ Ｒ单 片 机 的无 刷 直 流 电动 机 驱 动 系 Ｖ 统， 对其 中 的转 子位 置 检 测 电路 、 动 电路 、 流 保护 驱 过 电路等 内容进 行 了介绍 ， 并给 出了相 应 的软件 流程 图 。
运行可靠 、 维护方便 ， 又具备直流 电动机 的运行效率 高、 无励磁损耗 、 调速性 能好等优点 ， 目前广泛应用于 家用 电器 ， 电动 助 力 车 ， 空 航 天 等 领 域 ¨ 。 而 Ａ Ｒ 航 Ｊ Ｖ
ｉｉ ｇ ｔ ｅ ｆｎ ｔ ｎ ｆｂ — ｉ ｃｉｎ ｏ ａｉ ｎ ａ ｄ ｖ ｌｃｔ ｄ ｌｔ ｎ ｃ ｎｒ ｌｔ ｒ ｕ ｈ ｃ ａ ｇｎ ｈ ｏ ｔ ｌｗ ｒ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｒ ｅ ｚｎ ｈ ｕ ｃｉ ｓｏ ｉ ｒ ｔ ａ ｒｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ｉ ｍｏ ｕａ ｉ ｏ ｔ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｏ ｄ ｔ ｓ ｓ ｉｎ ｏｄ ｒ ｏ ｄ ｅ ｏｌ ｏ ｙ ｏ ｏ ｏ ａ
AVR单片机实现的直流电机PWM调速控制器
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
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AV
R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
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L29
8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
Hale Waihona Puke 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L
298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
基于AVR单片机的无刷直流电动机控制系统设计
压级增加 6～10 dB时 ,响度才有加倍感觉 。
世界能源及环境危机的加剧使得节能环保成为目前全 球的主题 。吸尘器行业要求高效而且低噪也日益迫切 ,吸尘 器既要实现低噪声 ,且又要达到高效率 ,其存在着某种矛盾 : 要达到低噪声 ,势必以损失能效为代价 ,把声能尽可能转化
表 1 吸尘器测试结果比较
这里先做吸尘器测试对比试验 ,根据 IEC60704 - 1《家用
表 2 飞利浦吸尘器电机性能参数
电器及类似电器用具的噪声测试方法 》,测得结果如表 1 所 示。
电压 功率 效率 声压值 类别
/V /W / ( % ) (A 计 ) / dB
尺寸 /mm
转速 寿命 / ( r·m in - 1 ) / h
等辅助电路 ,以及电机和控制板的接口电路 。具体电路如图 2所示 。
0 引 言
ATmegal8是 ATM EL公司推出的一款 AVR 增强型单片 机 ,内置 Flash的精简指令集 ( R ISC)高性能低功耗 CMOS微 处理器 。本文探讨了以 ATmegal8单片机为核心无刷直流电 机控制系统和控制策略 。
2 控制策略
理想的无刷直流电动机的感应电动势和电磁转矩公式
如下 : 感应电动势 :
电磁转矩 :
E
=
2 3
πN
p
B
lωr
Te
=
4 3
πN
p
B
Hale Waihona Puke lris式中 : Np 为总导体数 ; B 为永磁体产生的气隙磁密 ; l为转子 铁心长度 ; r为转子半径 ;ω为转子机械角速度 ; is 为定子电 流。
由以上公式可以看出 ,其转速与电压成正比 ,转矩与相 电流成正比 。为了达到控制精度和动态性能 ,本系统选用转 速 、电流双闭环调速系统 。控制系统框图如图 3所示 。
基于AVR单片机双闭环直流调速控制系统设计
19作者简介：陈中(1968- )，男，讲师，硕士，研究方向为电机控制。
基于AVR单片机双闭环直流调速控制系统设计陈中，丁圣均(盐城工学院，江苏 盐城 224003)摘 要：介绍了基于单片机控制直流调速工作的原理，设计了基于AVR 单片机双闭环直流调速控制系统，利用AVR 单片机自带的输入捕捉功能及A/D 转换功能，精确、方便地检测电机转速和电流，并通过单片机产生的PWM 波控制电机。
实验结果表明，采用该控制方案，将软件调试和硬件调试相结合，使系统具有较好的跟随性和抗扰动性。
关键词：AVR 单片机；直流调速；跟随性；抗扰动性中图分类号：TP273+.5 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2015)12-0019-05 A bstract: Introduction was made to the working principle of direct current speed control based on microcontrollers. A direct current speed control system was designed based on A VR microcontroller. The A VR microcontroller has its own input capture and A/D conversion functions, which accu-rately and conveniently tested the motor speed and current, generating pulse width modulation waves to control the motor. The experimental results show that the adopted control plan combined software debugging with hardware debugging to make the system following and anti-disturbing better. Key words: A VR microcontroller; direct current speed regulation; following performance; disturbance rejectionCHEN Zhong, DING Sheng-jun（Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224003, China ）Design of Double Loop Direct Current Speed Control SystemBased on A VR Microcontroller单片机控制的直流电动机调速系统有结构简单和编程方便等优点。
基于avr无刷直流电动机控制器的设计概要
92第28卷第9期2006年9月现代雷达Modern RadarV01.28No.9Septemier2006电源技术基于AVR无刷直流电动机控制器的设计8刘启新,宋荣刚(南京工程学院自动化系,南京210013【摘要】用AVR单片机作为无刷直流电动机的控制器,通过改变控制字的发送顺序以及调节PWM波的占空比,实现了电机的正反转和速度控制功能,主要针对无刷直流电动机组成中的主电路、驱动电路、位置信号检测电路进行了介绍,并给出了相应的硬件电路和软件设计流程图。
【关键词】无刷直流电动机;AVR单片机;PWM中图分类号:TM33文献标识码:ADesign of Brushless DCMotor Controller Based on AVRLIU Qi—xin,SONG Rong—gang(Automation Dep.Nanjing Institute of TechnologyI Nanjing210013,China 【Abstract】In this paper,the AVR single chip is used as the controller of the brushless DC motor-driven system。
and real-izing the functions of bi・directional rotation and velocitymodulation control through changing the control word transmission order and modulating the duty-ratio of PWM wave.The control circuit of brushless direct current motor mainly focuses on the design for the main circuit,driven circuit and the position signal detecting circuit-and sives the corresponding hardware circuit and the flow chart of software.【Key words】brushless direct current motor;AVR single chip;PWM0引言无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗、调速性能好等优点,目前广泛应用于家用电器,电动助力车,航空航天等领域…。
利用AVR单片机对直流电机的精确控制
利用AVR单片机对直流电机的精确控制摘要本文介绍一种新型的主要由 AVR 单片机和 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、 PWM 驱动接口电路和相应的各种控制软件设计。
方便的人机对话接口,用键盘输入有关控制信号及参数,可以实现电机的启制动、正反转、速度调节．并在LCD上实时显示输入参数及动态转速．详细给出调速系统的主电路原理图及各部分电路原理图。
设计了实验 ,并给出了实验结果。
实验结果表明 ,本 PWM 直流调速控制器具有良好的工作性能。
同时它也是管道机器人和国家863课题研究的一个分支，具有极强的实用性。
关键词：AVR单片机； PWM；直流调速系统； L298驱动A PWM Speed Controller of DC Motor Using A VRMicrocontrollerABSTRACTA PWM speed controller of DC motor using A VR microcontroller 8535 is introduced in this paper. This paper elaborates on the system principle, Optical Encoder, L298 driving system, and the DC motor PWM digital control system, which include the hardware and software design.In the convenient man-machine interaction interface, the control signal and parameter were inputted with key so that the start and brake of motor and speed regulation were also realized. Provided main electric circuit principle diagram and each parts of electric circuit principle diagram the experimental results of this speed controller are given in the paper. Experiment proof that this DC motor PWM speed controller has better function.Keywords ：A VR；PWM；DC converter system；L298目录引言 (1)第1章概论 (2)1.1 设计项目的发展情况简介 (2)1.2 单片机控制PWM直流调速系统发展趋势 (3)1.3 单片机控制PWM直流调速系统基本原理 (3)1.3.1 直流电机调速原理 (3)1.3.2 PWM 基本原理及其实现方法 (4)第2章 PWM调速系统的组成及选择 (7)2.1 ATmega8单片机简介 (7)2.2 电机驱动芯片L298N (8)2.3 LCD显示器 (14)2.4 电动机选择 (15)第3章控制系统硬件设计 (17)3.1 系统工作原理 (17)3.2 ATmega8实现PWM控制 (18)3.3 驱动电路 (18)3.3.1 驱动电路原理 (18)3.3.2 L298驱动接口 (20)3.4 显示电路设计 (22)3.4.1 LCD液晶显示器引脚说明 (22)3.4.2 LCD1602的指令 (22)3.5 按键电路设计 (25)3.5.1 键盘原理 (25)3.5.2 键盘与单片机的接口电路 (26)3.6 电路板的制作 (27)3.6.1 电路板的设计步骤 (27)3.6.2 电路板布线技巧 (28)3.6.3 设置中的问题及解决方法 (29)3.7 硬件抗干扰措施 (29)3.7.1 干扰的来源 (30)3.7.2 具体抗干扰措施 (30)第4章系统软件设计 (31)4.1 主程序设计 (31)4.2 中断服务程序设计 (32)4.3 控制程序 (33)4.4 调试程序 (35)第5章测试实验 (37)结束语 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)四川理工学院毕业设计（论文）引言直流电机是工矿、交通、建筑等行业中的常见动力机械，是机电行业人员的重要工作对象之一。
基于AVR单片机的无刷直流电机控制系统设计
程 序 运 算 调 用 。 由于Ａ ｍｅａ１Ｌ Ａ ｔ ｇ ６ 的 Ｄ 转 换 器 转 换 速 度 比较 高 ，采 取 中 值 滤
务 ：中 断 程 序 主 要 对 中 断 事 件 进 行 检 波 法 来 减 少 随 机 干 扰 、 误 检 或 者 传 感 器 不 稳 定 而 引 起 的 失 真 ，以 得 到 较 为 测并 通知主程 序进行相 应处理 、完成
软件整体 设计
系统 软件包括 主程序及 中断服务
程 序 两 部 分 。主 程 序 主 要 由 系 统 初 始 电 流 调 节 器 、 电机 运 行 保 护 等 有 关 子
Ｎ
化 、 转 子 转 速 计 算 及 转 速 ＰＤ闭 环 控 Ｉ 制 组 成 ，主 程 序 完 成 大 部 分 的 功 能 任
电流调节器的设计
电流 的调 节 过 程 程 快 得 多 ，因 此 在 电 流 调 节 器 快 速
调 节 过 程 中 ， 可 以 认 为 反 电动 势 Ｅ 基
将 用户设定速 度之转 化为对 用的 电压
Ｕｐ ｗｍ
本不变 。这样在设计 电流环 时 ， 以 可
最 佳 系 统 ” 原 理 。按 二 阶 最 佳 系 统
效 正 ， 在 一 股 情 况 下 ，希 望 超 调 量
％ｓ ％ ，查 表 得 阻 尼 比 ＝ ． ７ ｓ 时 Ｏ７ ， ０ Ｋ ：０５ ，由此 可 得 ： ．
时 捕 捉 中 断 使 ￣ Ｉ Ｅ ＝ ，输 入 捕 捉 Ｃｌ Ｉ １
＿ ●
一 ４ ・ ｌ ６ 量子痤品．尿 ２ ］．１、、 Ⅳｅ ｐ ｃ ｒ．ｎ ＿ ｜ ０ １ ＾＾ ．ｅ ｗ．ｏｎｃ １ ，、 ，
责任编辑 ：王莹
Ｉ ｕｓｒ ｏ ｔ ｏ ｎｄ ｔ ｙ Ｃ ｎ ｒ ｌ
一种基于AVR单片机的无刷直流电机控制器的设计与实现
１ ． １霍 尔位置信
比， 减少 ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ的导通时 间， 降低母 线电流 。
初始化 Ｉ ／ Ｏ端 口、设置控制 寄存 器和初始化 各 种功能模块 等。
２控制策略及软件设计 ２ ． １控制策略 器探测转子旋转磁场 的位置 。微 处理器通过采
Ｊ—Ｏ
其 中：ｕ （ ｋ ） 为第 ｋ次采样 时刻 的控 制系统
系统 具有 良好 的 动 态响应 和稳 态
特性。
输 出值； ｅ （ 为 第 ｋ 次采样时刻输 入的偏差值； ｅ （ ｋ 。 １ ） 为第 （ ｋ 一 １ ） 次采样 时 刻输 入 的偏 差 值 ；Ｉ （ Ｉ 为积 分系 数，ＫＩ ＝ ＫＰ Ｔ ／ Ｔ Ｉ ；ＫＤ为微 分
系数 ，ＫＤ＝ ＫＰ Ｔ Ｄ／ Ｔ。
母 线 电流过 流保 护功 能是 控制 器硬件 电 路 设计 考虑的重点内容，关系到控制器 的运行 【 关键 词 】无刷 直流电机 Ａ Ｖ Ｒ Ｐ Ｉ Ｄ控制
数字 Ｐ Ｉ Ｄ控 制算 法分 为位 置 式 Ｐ Ｉ Ｄ 算法
和 增 量式 Ｐ Ｉ Ｄ算 法 。 由于位 置式 Ｐ ｔ Ｄ算 法 ， 要计 算 ｕ （ ｋ ） ，不仅需要本次 的偏差信号 ｅ （ ｋ ） 和 ｅ （ ｋ 一 １ ） ，而 且 还 要 在 积 分 项 把 历 次偏 差 信 号 ｅ （ ｊ ） 进行相加。这样，不仅计算繁琐 ，而且 为保存 ｅ （ ｉ ） 还要 占用 很 多内存 。因此在基 于单片机控
一
能力，提高车辆的运行效率 。母线 电流过流保
Ｉ Ｄ 护电路首先需要解决 的是母线 回路 中电流 的高 制的直流无刷 电机系统 中，多采用增 量式 Ｐ 精度 采集 问题 。本 设计采 用霍 尔 互感 器进 行 算法来进行转速控制 。
基于AVR单片机的无刷直流电机控制器设计
无刷直流电机控制器设计-软件部分摘要本设计采用ATmega128实现对无刷直流电机的控制，其中速度和转矩控制环境部分都采用闭环控制。
整个系统主要由电流检测电路、转速和位置检测电路、功率驱动电路、过电流保护电路构成。
该设计不仅要实现正、反向旋转时电机的正常调速，而且要在特殊情况下实现对电机的急停操作。
无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时驱动器也是频率变化的装置，所以又名直流变频，无刷直流电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。
多年来业界对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其脉宽调速﹑小体积﹑高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。
可以解决产业界节点与高性能驱动的需求。
关键词：无刷直流电机；控制器；脉宽调制Design of Brushless DC Motor Controller-Software PartAbstractThis design adopts the ATmega128 to achieve control of the brushless dc motor. The speed and torque control part adopts closed-loop control. The whole system is mainly composed of current detecting circuit, speed and position detection circuit, power driving circuit and over current protection circuit. The design is not only to achieve positive and reverse rotation of the motor at normal speed, but also under special circumstances. It could be done to stop the operation of motor. Because of brushless dc motor is dc motor of the characteristics, drive and frequency variation device at the same time. As known as direct current frequency conversion, brushless dc motor operation is efficiency, low speed torque, rotational speed precision and so on. The brushless dc motor based on automatic control type to perform, so not like frequency control of motor speed synchronous motor overload start under plus startup winding on the rotor, also won't generate oscillation and step out when load mutation. For years the industry on the research of the asynchronous motor frequency control of motor speed, in the final analysis is looking for a way to control the asynchronous motor torque. Brushless dc motor is bound to its wide speed range, small volume, high efficiency, steady speed and small error characteristics appeared in the field of speed advantages. It can meet the requirements of industry nodes with high performance drive.Key Words: brushless dc motor;controller; pulse width modulation目录摘要 (I)Abstract ............................................... I I 目录................................................ I II 1 绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究现状 (1)1.2.1无刷直流电机的发展 (1)1.2.2国内外研究进展与现状 (1)1.3课题来源 (2)1.4研究的应用价值 (2)1.4.1课题的设计思想 (3)1.4.2课题研究的内容 (3)1.4.3研究论文的章节安排 (3)2 无刷直流电机控制器的工作原理与总体设计 (4)2.1无刷直流电机的工作原理 (4)2.2无刷直流电机的工作方式的选择 (5)2.2.1无刷直流电机在三三导通方式下的工作原理 (5)2.2.2无刷直流电机在两两导通方式下的工作 (10)2.3无刷直流电机控制器原理 (16)2.4无刷直流电机软件设计 (16)3 无刷直流电机控制器的硬件设计 (18)3.1微控制器模块的设计 (18)3.2键盘和显示电路 (20)4 无刷直流电机控制器的软件设计 (21)4.1软件编程方法 (21)4.2无刷直流电机控制器的整体软件结构 (22)4.3无刷直流电机控制器主层模块的软件设计 (23)4.3.1初始化模块 (23)4.3.2管理模块 (23)4.3.3维护更新模块 (25)5 总结 (38)5工作总结 (38)结束语 (39)毕业设计（论文）知识产权声明 (42)毕业设计（论文）独创性声明 (43)附录A 程序 (44)附录B 外文翻译 (54)1 绪论1 绪论1.1课题研究背景无刷直流电动机作为一种常见的执行机构在工业系统中被广泛应用。
基于AVR单片机的直流电机控制系统设计
芯 片 的新 方 案 。应 用 该 方 案 设 计 的 动 力 平 台 系 统 具 有 轻 量 化 、 高 效低耗 、 实 时性好等 优点 ， 可 广 泛 应 用 于 工 农 业 生 产、 民用 生 活 、 教 育 科 研 等领 域 。
关键词 ： Ａ ＶＲ 单 片 机 ； 直 流电机 ； 驱 动 控 制
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍ Ｕ Ｃ— ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｍｏ ｔ ｏｒ ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏｒ ｍ ｈａ ｓ ｂｅ ｅ ｎ ｄ ｅ ｍａ ｎｄ ｅ ｄ ｗｉ ｄｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｅ ｎ ｇｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ， Ｓ Ｏ ｔ ｈｅ ａ ｕｔ ｈｏ ｒ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎｅ ｄ ａ ｎ ｅ ｗ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗｉ ｔ ｈ Ａ Ｖ Ｒ ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏｍ ｐ ｕｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｍ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｃ ｈｉ ｐ． Ｂｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｉ ｓ ｓ ｃ ｈｅ ｍ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｍｏｔ ｏ ｒ ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏｒ ｍ ｈ ａｓ ｓ ｏｍ ｅ ａ ｄ ｖａ ｎｔ ａ ｇ ｅ ｓ， ｓ ｕｃ ｈ ａｓ ｌ ｉ ｇｈｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈｔ ，ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ，ｌ ｏ ｗ ｃ ｏｎ ｓ ｕｍ ｐｔ ｉ ｏ ｎ，ｇｏ ｏｄ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ，ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｗｉ ｄｅ ｌ ｙ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｎｄｕ ｓ — ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ａ ｇｒ ｉ ｃ ｕｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐｒ ｏｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ， ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｌ ｉ ｆ ｅ， ｅ ｄｕｃ ａｔ ｉ ｏ ｎ， ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ ａｎ ｄ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ａ Ｖ Ｒ ｓ ｉ ｎｇｌ ｅ － ｃ ｈｉ ｐ ｃ ｏｍ ｐ ｕｔ ｅ ｒ；Ｄｃ ｍｏ ｔ ｏｒ ； ｄｒ ｉ ｖｅ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
基于AVR的直流电机高精度数字控制系统
本 控制 系统 以永磁 式直 流 力矩 电机 为对 象 ， 额 定工 作 其 电压 为２ ７Ｖ， 转 电 流 为 ５Ａ， 大 转 速 为 ９ ０ｒｍｉ 。 堵 最 ０ ｎ ／ 控 制 系 统 硬 件 平 台 采 用 Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ公 司 的 Ａ ｍ ｇ １ ８ ｔｅａ２
单 片 机 和 ＡＬ Ｅ Ａ 公 司 的 Ｅ Ｍ７ ２ ＴＲ Ｐ １ ８系 列 Ｃ Ｌ 芯 片 以 ＰＤ
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｔ ｉ ａｔｃｅ ｅ ｃ ｂ ｓ ｈ ｄ ｓｇ ｏ ｍｏｏ ｄ ｇｔｌ ｏ ｔ ｌ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ ｎ ｓｒห้องสมุดไป่ตู้ｔ ａ ｈ ｓ ｒ ｌ ｄ ｓ ｒ ｅ ｔ ｅ ｅ ｉｎ ｆ ＤＣ ｉ ｉ ｔｒ ｉ ｉ ｃ ｎｒ ｓ ｓｅ ａ ｏ ａ ｅ ｏ ｍｉｒ ｃ ｎｒ ｌ ｒ ｃ ｏ ｏ ｔ ｌ Ａｔ ｇ １ ８ Ｃ Ｌ ｏｅ ｍｅ ａ ， Ｐ Ｄ ２
行在期 望 的速度 上 。
１２ 微 控 制 器 外 围 电路 的 硬 件 设 计 ．
及 直 流 电 机 控 制 芯 片 Ｈ Ｐ ０ ０ 在 硬 件 平 台 上 运 行 电 机 Ｉ４ ８ 。
转 动角度 和速 度 的控制 程序 ， 现 高精 度控 制 ， 在 Ｐ 实 并 Ｃ 机 界 面 上 观 察 电 机 状 态 。 系 统 具 有 精 度 高 和 通 用 性 良 该
ＣＬ Ｐ Ｄ对 旋 转 编 码 器 脉 冲 的 计 数 值 ，得 到 电 机 转 动 角 度 进 而 计 算 速 度 ，将 来 自 Ｐ Ｃ机 的 目标 转 动 角 度 和 目标 速 度 代 入 控 制 算 法 中 运 算 ， 据 运 算 结 果 向 驱 动 电 路 发 送 根 Ｐ ＷＭ 和 方 向 信 号 ，驱 动 电 机 向 期 望 的 方 向 转 动 或 者 运
基于AVR单片机的无刷直流电机控制系统设计
基于AVR单片机的无刷直流电机控制系统设计
严格地讲，永磁无刷直流电机是一个多变量、非线性系统，线性是在
一定的范围内和一定程度上对永磁无刷直流电机系统的近似描述。
而在对永磁
无刷直流电机控制系统的精度和性能要求较低的应用场合，可以忽略系统的非
线性，或者局部线性化后，在一定范围内可以满足对控制的要求。
控制系统硬件总体构架
系统硬件主要由控制电路、驱动电路、显示电路、RS-232 接口电路组成，如图1 控制系统硬件框图所示。
由永磁无刷直流电机运行原理可以知道，永磁无刷直流电机的平均工作
电流与转速成反比例函数关系，也即转矩随转速成线性关系，因此控制无刷直
流电机转速就可以控制其电磁转矩，而且永磁无刷直流电机通过改变电源电压
实现平滑调速。
从图1 可以看出，本系统是速度闭环和电流闭环双闭环控制系统。
霍尔位置传感器的位置信号经信号处理后送专用驱动芯片后产生一个速度
脉冲信号经单片机处理转换成转速，再运用增量式PID 算法，得到PWM 控制
信号经过光耦隔离电路驱动专用集成驱动芯片闭环控制转速，并且霍尔电流传
感器检测的电流信号进入Atmega 16L 单片的A/D 转换器[3-4]，将电流模拟量转换成数字量后进行电流闭环控制。
同时，单片机还监控控制系统的运行状态，当系统出现短路、过流、过压等故障时，单片机将封锁PWM 输出信号，使电
机停机，并通过LED 电路显示故障。
PWM 信号产生及处理电路
Atmega 16L 产生的PWM 信号通过光电藕合器产生同周期的PWM 信号，经分压滤波之后输出一个O-5V 的用于驱动电路的调速电压。
为了起到隔离效。
直流电机控制系统硬件设计
直流电机控制系统硬件设计
1. 概述
直流电机控制系统硬件设计是指设计一套能够控制直流电机运行的硬件系统，包括电机驱动器、控制器、传感器等组件。
本文将从硬件设计的角度出发，介绍直流电机控制系统的组成部分、功能要求和设计考虑。
2. 组成部分
直流电机控制系统通常包括以下组成部分：
•电机驱动器：用于控制电机的转速和方向，通常采用功率半导体器件如MOSFET、IGBT等控制电机的电流。
•控制器：负责执行控制算法，接收传感器反馈信息，并输出控制信号给电机驱动器。
•传感器：用于监测电机的转速、位置等状态信息，通常包括编码器、霍尔传感器等。
3. 功能要求
直流电机控制系统的硬件设计应满足以下功能要求：
•实现电机的准确转速控制；
•实现电机的正反转控制；
•实现电机的位置闭环控制；
•提供多种保护功能，如过流保护、过压保护等。
4. 设计考虑
在设计直流电机控制系统的硬件时，需要考虑以下方面：
•电机驱动器的功率匹配：根据电机的功率和转速要求选择适合的
驱动器。
•控制器的性能要求：控制器需要具备足够的计算能力和接口以实
现控制算法。
•传感器的精度和稳定性：传感器需要具备足够的精度和稳定性以
保证系统的准确性和稳定性。
•电路的布局和散热设计：确保电路布局合理，散热效果良好，以
提高系统的可靠性和稳定性。
5. 总结
直流电机控制系统硬件设计是实际工程中的重要一部分，设计合
理的硬件系统能够提高电机控制系统的性能和稳定性。
在设计过程中，需要充分考虑电机的功能要求、硬件组成部分、设计考虑等方面，以
确保系统能够满足实际应用需求。
基于AVR单片机的自动门控制系统设计
中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2010)07-0123-03基于AVR单片机的自动门控制系统设计梁春英,孙裔鑫,怀宝付(黑龙江八一农垦大学信息技术学院,大庆163319)摘 要:介绍了以AVR单片机为控制核心,热释电红外传感器检测人流,单片机通过驱动电路控制直流无刷电动机,光电编码器检测电机转速和转向,并结合显示电路、故障检测电路的自动门控制系统。
硬件电路简单,软件功能完善,整个系统性能可靠、灵敏度高。
关键词:自动门;控制系统;单片机Desi gn of the auto mati c door control syste m based onAVR si n gle chi p m i croco mputerL I A NG Chun2ying,S UN Yi2xin,HUA IBao2fu(College of I nfor ma ti on Technology,He ilongji a ng Bay i Agr i cultura l Un i versity,Daq i n g163319,Ch i n a) Abstract:This paper intr oduces the aut omatic door contr ol syste m based on AVR single chi p m icr oco mputer,detecti on of the fl ow of peop le using pyr oelectric infrared sens or,MCU out put contr olled brushless DC mot or by driving circuit,phot oelectric encoder detect the mot or s peed and steering, combined with dis p lay circuit,fault detecti on circuit.The hardware circuit is si m p le,s oft w are functi onal is fully,the entire syste m perfor mance is reliable,and sensitivity is high.Key words:aut omatic door;contr ol syste m;MCU0 引言随着社会的飞速发展,自动门逐渐进入日常生活,自动门控制系统也逐渐向大型化、复杂化和智能化的方向发展,成为宾馆、超市、银行等现代建筑所必备,是建筑智能化水平的重要指标之一。
基于 AVR 单片机的直流电机控制系统设计
基于 AVR 单片机的直流电机控制系统设计姜颖韬【期刊名称】《杨凌职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(12)4【摘要】MUC-controlled motor drive platform has been demanded widely in engineering field ,so the author designed a new scheme with AVR single chip microcomputer as main control chip .By using this scheme ,the motor drive platform has some advantages ,such as lightweight ,efficient ,low consumption ,good real-time performance ,which can be widely used in indus-trial and agricultural production ,civil life ,education ,scientific research and other fields .%针对在工程领域内具有广泛需求的MUC控制电动机驱动的动力平台，开发了一种以AVR单片机作为主控芯片的新方案。
应用该方案设计的动力平台系统具有轻量化、高效低耗、实时性好等优点，可广泛应用于工农业生产、民用生活、教育科研等领域。
【总页数】4页(P25-27,30)【作者】姜颖韬【作者单位】苏州工业职业技术学院，江苏苏州215104【正文语种】中文【中图分类】TM33【相关文献】1.基于AVR单片机的无刷直流电机控制系统设计 [J], 姬程鹏;王媛2.基于Proteus和AVR单片机的无刷直流电机控制系统仿真 [J], 孙晓旭;王劲松;安志勇3.基于AVR单片机控制的恒温水箱温度控制系统设计的研究 [J], 吕值敏4.一种基于AVR单片机的无刷直流电机控制器的设计与实现 [J], 王蕾;郑逢良;申超群;张曙光;5.基于霍尔传感器反馈的AVR单片机直流电机伺服系统设计 [J], 杜秋来因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于AVR单片机的直流电动机的PWM调速系统设计
照型亟遮ｉ±盛墨匣测（数据记录的时间点是一致的，采样周期均为２０ｒａｉｎ）。
其中一组测试的极化电阻和腐蚀速率数据如图３、图４所示。
图２一个工作周期流程由图可见，实验初期，由于电极表面粗糙度大，腐蚀电流密度较大，极化电阻比较小，循环水当中的金属腐蚀情况也不稳定。
随着时间推移，在金属表面形成氧化膜，腐蚀速率下降，极化电阻趋仪器仪表用户于平稳，表明金属腐蚀也趋于平稳；但随着氧化膜被破坏，腐蚀速率还会上升。
自动监测和电位仪测得的两个重要参数的基本趋势是相吻合的，总体误差不超过１０％。
分析引起误差的原因，归结为以下几个方面：（１）恒电位仪测量时，由于显示数据的不稳定，造成人为读数上的误差，从而计算结果可能不能表征金属腐蚀的真实状态：（２）电压电流转换电路有零漂现象，模拟量采集卡所采集的信号与真实值有偏差；（３）电流信号偏小，易受外界的干扰。
５结论本监测系统原理简单明了，测量速度快。
测量精度高，性能稳定；实现了金属腐蚀速率的自动在线测量：实用性强，将本系统用于应用于工业现场中，操作人员便可根据测量结果调整缓蚀剂的加药量。
国参考文献【ｌ】ｌ张守本．金属腐蚀探测．铀矿地质．２００３，１９（２）：１１４－１１８【２】曹楚南．腐蚀电化学［Ｍ１．北京：化学工业出版社，１９９４．［３】冯业铭，耿小兰，郑立群等．弱极化法腐蚀速度测试仪的研制．传感器技术，１９９９，１８（５）：３８—４０【４】蒯晓明，郑立群，李瑛，等．智能腐蚀电流测量仪的研制．腐蚀科学与防护技术，１９９５，７（２）：１６２－１６６作者简介：孙灵芳（１９７０－），男．东北电力学院自动化工程学院副教授，硕士生导师：张苗苗（１９８１一），女，在读硕士研究生．研究方向：新型控制策略和监测手段的应用。
文章编号：１６７１－１０４１（２００６）０２－００４２－０２基于ＡＶＲ单片机的直流电动机的ＰＷＭ调速系统设计姜长泓，于万元，王冬蕾（长春工业大学电气与电子工程学院，长春１３００１２）摘要：本文介绍用ＡＶＲ单片机实现直流电动机的ＰＷＭ调速的方法。
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AVR是基于RISC指令架构的8位微控制器。RISC改进了最高频率下简单指令的使用，避免了复杂指令，使用固定指令长度，减少了指令格式，处理方法和其他方法来缩短指令周期并提高处理速度。凭借RISC架构，AVR系列单芯片计算机具有1MIPS / MHZ的高速处理能力。ATmega系列微控制器的高端AVR产品部分还集成了在线调试模块，可以通过JTAG实现在线调试和软件下载功能。这使AVR控制器成为可以满足多种需求的高速，灵活，低成本的微处理器。
关键词：ATmega16直流PWM电机；LMD18200
抽象
近年来，在工业自动化和生产过程领域中使用的单片机的应用越来越深入和广泛。ATmega16是一个文件微控制器AVR RISC配置的基础，它是一种低功耗8位CMOS微控制器。数据ATmega16您有一个高发射器，对于高级指令大小和一个小时周期的指令，可以达到1MIPS / MHz，这样可以减轻速度消耗和处置之间的冲突。这是该设计我们显示PWM速度系统从首都--发动机本文介绍了ATmega16的使用。本文详细论述了系统的原理，秒实际的编码器，LMD18200驱动系统，高可靠性K1010图像耦合器，直流--PWM电机数字控制系统，并为系统的232连接提供串行通讯协议。该系统主要具有启动，停止，加速和减速功能，这些功能由主计算机和直流电动机中的ATmega16控制。本文详细介绍了速度控制系统的工作原理，PWM驱动接口电路，K1010光耦合器驱动电路和LMD18200，以及串行通信控制电路的比例程序设计。该程序由ICCAVR编程，然后由AVRStudio仿真，并将编译后的代码下载到ATmega16以控制系统。
关键字：ATmega16。首都--发动机;脉宽调制;LMD18200
1个介绍1个
1.1主题的背景和重要性1个
1.2首都从的演变2
1.3此设计完成的工作2
2AVRMCU介绍3
2.1SCM系统概述3
2.2 ATmega16功能概述3
2.3 ATmega16单片机5
2.3.1 ATmega16单片机的特性5
4.7 ATmega16单片机控制直流电机的程序代码42
最后49
谢谢50
参考文献51
附录A是原始英语52
附录B中文翻译60
附录C.通用电路设计图................................................... .................................................................. 67
3.4.1主要特点二十二
3.4.2内部结构二十三
3.4.3以下引脚图二十三
3.4.4以下电路设计二十三
3.5领导部二十四
3.5.1 LMD18200芯片介绍二十四
3.5.2每个引脚的功能和原理26
3.5.3驱动电路设计27
3。6光电耦合电路28
4软件设计30
4.1初始化程序30
4.1ห้องสมุดไป่ตู้1输入/输出初始化30
概要
最近几年发动机转速控制系统在工业自动化，生产过程控制，测量和控制领域中的应用正在变得越来越深入和全面。ATmega16它基于加强AVR RISC结构能耗低8一点CMOS微控制器。由于先进的指令集和一小时的周期指令执行时间，ATmega16数据传输率高达1 MIPS/兆赫，这减少了系统功耗和处理速度之间的差异。主要由ATmega16专为内核而设计LMD18200驱动程序使用通信协议232的芯片，串行通信控制电路直流PWM电机调速器系统。该系统主要补充了由主机和ATmega16控制的直流电动机的启动，停止，加速和减速功能。文章他详细介绍了巡航控制系统的工作原理，PWM驱动器的接口电路和光电耦合器K1010和LMD18200驱动电路，串行通讯控制电路设计相应的软件。该程序由ICCAVR编写，然后用AVRStudio进行仿真，并将编译后的程序代码下载到ATmega16以控制系统。
家用中小功率直流电动机调速系统采用了大量的脉冲宽度调速技术，迅速取代了SCR直流调速系统。特别是，单片机控制的智能巡航控制系统可以直接安装在电动机底座上，以便与电动机结合使用，从而提供以上特殊的控制转矩，大大提高了设备的可靠性和自动化程度。本文介绍的单片机直流电动机调速系统正试图在机电一体化中做一些工作。
1
1.1
在电气时代的今天，电动机在现代生产和生活中一直扮演着非常重要的角色。无论日常生活中的工农业生产或家用电器，都使用大量的电动机。因此，发动机控制变得更加重要。电机控制技术的发展归功于微电子技术，电力电子技术，传感器技术，永磁材料技术，自动控制技术和微机应用技术的最新发展成果。正是由于这些技术的进步，在过去的二十年中，电机控制技术发生了翻天覆地的变化。
2.3.2 ATmega16MCU引脚配置和说明8
2.3.3 CPU9
2.3.4记忆10
2.3.5输入/输出介绍12
2.3.6重置电路17
2.3.7时钟电路18岁
3直流电动机控制系统的硬件设计二十一
3.1通用电路设计二十一
3.2时钟电路二十一
3.3系统复位电路二十一
3.4串行通讯接口的电路设计二十二
4.1.2初始化计时器30
4.1.3初始化串口31
4.2主程序32
4.3中断子程序和速度控制34
4.4串行数据传输软件36
4.5 ICCAVR37
4.5.1开发环境协会介绍37
4.5.2开发与组装37
4.6 AVRStudio模拟38
46.1模拟器功能38
4.6.2连接JTAG ICE39
4.6.3仿真环境40