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AVR直流电机控制系统硬件设计概述.doc
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AVR直流电机控制系统硬件设计概述.doc
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摘 要
近年来,电机调速系统在工业自动化、生产过程操纵、测控仪表
等领域的应用越来越深入和广泛。ATmega16是基于增强的AVR RISC结
构的低功耗8位CMOS微操纵器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指
令执行时刻,ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而能够减缓
系统在功耗和处理速度之间的矛盾。要紧由ATmega16为核心设计由
LMD18200驱动芯片,采纳232通讯协议的串行通信操纵电路构成的直流
电机PWM调速操纵系统。系统要紧完成由上位机和ATmega16操纵直流电
机的起动,停止和加减速等功能。文章详细介绍了本调速操纵系统的
工作原理、PWM驱动接口电路和K1010光电耦合器,LMD18200驱动电路,
串行通信操纵电路相应的软件设计。软件通过ICCAVR编写,然后用
AVRStudio进行仿真并将编译通过的程序代码下载到ATmega16之中对
系统进行操纵。
关键词:ATmega16;直流电机;PWM;LMD18200
Abstract
In recent years, the SCM application which used in the
field of industrial automation, production process becomes
more and more deepen and extensive.ATmega16 is a
microcontroller buildup on AVR RISC configuration which is a
low consume microcontroller of 8-bit CMOS.The data of
ATmega16 have a high dispatcher which can reach 1MIPS/MHz
for advanced instruction volum and the instruction of single
clock cycle,so it can relaxed the conflict between consume
and dispose speed.This design show us that a PWM speed
system of DC-motor using ATmega16 is introduced in this
paper. This paper elaborates on the system principle,optical
Encoder, LMD18200 driving system, High Reliability Photo
CouplerK1010,the DC-motor PWM digital control system,and
system serial communication agreement of 232 communication.
The system is mainly completed the start, stop and
acceleration and decelerationn functions by which the master
PC and ATmega16 control the DC motor. The article described
in detail the speed control system's working principle, the
PWM drive interface circuit and K1010 Optocoupler,LMD18200
drive circuit, the relative software design of the serial
communication control circuit.The software is programmed
through ICCAVR, then simulated by AVRStudio and the
compiled code is downloaded to ATmega16 to control the
system.
Key words: ATmega16; DC-motor; PWM;LMD18200
目 录
1 绪论 ....................................................1
1.1 课题的背景及意义 ..................................1
1.2 直流电机的进展 ....................................2
1.3 本设计完成的工作 ..................................2
2 AVR 单片机简介 ..........................................3
2.1 单片机系统概述 ....................................3
2.2 ATmega16 功能概述 .................................3
2.3 ATmega16 单片机 ...................................5
2.3.1 ATmega16 单片机的特点及特性 .................5
2.3.2 ATmega16 单片机引脚配置及讲明 ...............8
2.3.3 CPU .........................................9
2.3.4 存储器 .....................................10
2.3.5 .....................................I/O 口介绍
12
2.3.6 复位电路 ...................................17
2.3.7 时钟电路 ...................................18
3 直流电机操纵系统硬件设计 ...............................21
3.1 总体电路设计 .....................................21
3.2 时钟电路 .........................................21
3.3 系统复位电路 .....................................21
3.4 串行通信接口电路设计 .............................22
3.4.1 要紧特点 ...................................22
3.4.2 内部结构 ...................................23
3.4.3 Max232 引脚图 ..............................23
3.4.4 Max232 电路设计 ............................23
3.5 驱动电路 .........................................24
3.5.1 LMD18200 芯片介绍 ..........................24
3.5.2 各引脚的功能及原理 .........................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 初始化程序设计 ...................................30
4.1.1 I/O 初始化 .................................30
4.1.2 定时器初始化 ...............................30
4.1.3 串口初始化 .................................31
4.2 主程序 ...........................................32
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m0_72067404
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