基于AVR單片機的通用電機控制裝置的設計

1．6 轉速測量電路
轉速測量可采用一組鼠標上用的紅外對管來實現，其電路原理如圖8所示。當紅外發射管與紅外接收管之間被直流電機光柵轉盤的不透明部分遮擋時，紅外接收管處于截止狀態，此時圖中的SPEED輸出高電平。反之，當光柵轉盤的通光槽轉至紅外對管之間時，紅外接收管處于導通狀態，此時SPEED輸出低電平。這樣，將SPEED連接到單片機的I／O口，即可通過定時計數的方法計算出電機的轉動速度。

2 單片機程序設計
2．1 主程序
本驅動器的程序設計使用模塊化編程思想，其主程序用于完成對各子程序的調用。系統工作后，首先調用初始化子程序，以完成具有復用功能的I／0腳的選擇和設置、各種中斷功能的選擇及其設置、AT89S51和ATmegal6的初始化、中斷屏蔽寄存器的設置、中斷寄存器的清零、系統變量的初始化等，最后完成開中斷。初始化完成之后，系統將調用驅動程序，并完成系統的起動。系統起動之后，即進入正常運行狀態。系統的全部運行過程均可由鍵盤進行實時控制和調節。
2．2 初始化程序
系統的初始化程序流程圖如圖9所示。該程序中包括LCD顯示器、鍵盤等人機接口部分的初始化。主要功能是對具有復用功能引腳的選擇和設置，以及各種中斷功能的選擇及設置(如外部鍵盤的中斷選擇等)，同時包括AT89S5l的初始化、鍵盤的方式選擇、工作時間的確定、顯示方式的設定等。而系統變量的初始化包括溫度的設定，轉速初值的設定等。

2．3 控制程序
系統起動后即進入控制程序。控制程序是系統程序的主要部分，主要用來保證系統在給定的轉速下正常運行，該程序主要調節單片機PWM口的占空比，從而調節電機繞組兩端的平均電壓，達到調速的目的，其控制程序流程如圖10所示。

3 結束語
本設計實現了一種以ATmega16單片機為核心的電機控制裝置。該裝置具有各類電機驅動脈沖的輸出、電機溫度監測與保護、人機操作界面和長距離工業總線通信等功能。利用AVR單片機具備的軟硬件特點，可實現對多種電機的驅動與控制，以用于電機驅動研究、網絡化電機集中控制等領域。由于該控制器采用主從單片機設計，系統的運行得以很好地分工，其中從單片機實現低速人際交互，主單片機則實現高速的電機驅動與控制，主從單片機各司其職，故可使系統的運行效率達到最高。本電機控制裝置的架構開放，使用靈活，可以很好地應用于直流電機的調速控制，交流電機的變頻驅動，步進電機的步距細分等多種電機驅動和控制領域。