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1、第27卷第10期 应 用 科 技 Vol.27,№.102000年10月 AppliedScienceandTechnologyOct.,2000用AVR单片机实现直流电机PWM调速马书雷,张立勋,杨双华(哈尔滨工程大学机电学院,黑龙江哈尔滨 150001)摘 要:介绍了由AT90S2313单片机和L298构成的直流电机调速系统,详细介绍了AVR单片机中关于PWM调速的相关寄存器的设置,给出了硬件电路和相应的软件设计。①关 键 词:AVR单片机;直流电机;PWMPWMRegulatingSpe
2、edofDCMotorUsingAVRMicrocontrollerMAShu-lei,ZHANGLi-xun,YANGShuang-hua(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:AkindofspeedregulationsystemforDCmotorcomposedofAT90S2313microcontrollerandL298wasdescribed,andthesettingof
3、relativeregistersofPWMregulatingspeedinAVRmicrocontrollerwasintroduced.Thehardwarecircuitandsoftwaredesignweregiven.Keywords:AVRmicrocontroller;DCmotor;PWM1 综 述直流电动机转速的控制方法可分为2类,即励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小,但低速时受到磁饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制;而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢图
4、1PWM波形图端电压调速的电枢电压控制法。设直流电源电压为Ud,将电枢串联一个电T1-T2Ua=Ud=T1+T2阻R,接到电源Ud,则电枢两端的电压Ua为T1Ua=Ud-IaR(2-1)Ud=(2α-1)UdT 显然,调节电阻R即可改变端电压,达到α称为占空比。通过改变α的值,达到调压调速目的。但这种传统的调压调速方法,其效的目的。由于0≤α≤1,Ua值的范围是-Ud率低。因此,随着电力电子技术的进步,发展了～+Ud,因而电机可以在正、反2个方向调速许多新的电枢电压控制方法。其中,PWM(脉运转。宽调制)是常用的一种调速方法。其基本原理AVR单片机是美国
5、ATMEL公司生产的如下图所示,设加在电机电枢两端的矩形波的增强RISC、内载Flash的高性能8位单片机,它幅值电压为Ud,则电机电枢两端电压的平均执行速度快,有良好的性能价格比,因而得到越值为:来越广泛的应用。AT90S2313为20引脚的单片机,它有1个①收稿日期:2000-06-14作者简介:马书雷(1976-),男,河北永年人,哈尔滨工程大学硕士研究生,主要研究方向:机电一体化技术。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·14· 应
6、用 科 技 第27卷全双工的通用异步接收发送器,有B口和D口表2PWM位数选择2个双向I/O口,有2个通用定时器/计数器,PWM11PWM10说 明定时器/计数器0(T/C0)为8位,定时器/计数00禁止PWM器1(T/C1)为16位。B口(PB0～PB7)是1个01PWM为8位8位的双向I/O口,其中引脚PB3的第二功能(OC1)是定时器/计数器1输出比较匹配(即10PWM为9位PWM)的输出。定时器/计数器1可以从晶振11PWM为10位时钟(CK)、预定比例晶振时钟、或外部引脚中表3OC1方式选择选择时钟源,这可在定时器/计
7、数器1控制寄存COM1A1COM1A0在OC1上的作用器B(TCCR1B)的低3位(CS12,CS11,CS10)进00不连接行设置,如表1所示。表1 时钟源的选择01不连接CS12CS11CS10说 明清比较匹配值,向上计数,置比较匹10000T/C1被停止配值,向下计数。(PWM不翻转)000CK清比较匹配值,向下计数,置比较010CK/811匹配值,向上计数。(PWM翻转)011CK/64100CK/2562 硬件电路101CK/1024硬件电路如图2所示。集成电路L298是110外部T1引脚,下降沿一种功率放大芯片,它有2路完全相同的电路,111
8、外部T1引脚,上升沿本文中的电路只用到其中的1路。工作原理如下:在
