基于Atmega16單片機的重物提升控制系統(tǒng)設計

5 重物提升位移量的計算
Atmega16微處理器內包含3個獨立的定時器/計數器模塊，其中T/C0、T/C2是8位定時器/計數器模塊，T/C1是16位的定時器/計數器模塊。硬件設計中選擇T0、T1作為正反轉計數器，記錄光電編碼器輸出的正、負脈沖數。在軟件設計中一定要將T0、T1計數器進行擴展，使其有足夠的計數空間，擴展位移測量范圍。筆者在設計軟件時，將T0、T1進行擴展，使它們都是長整數（32位）形式，利用的就是計數器滿產生溢出中斷的形式擴展的。這樣T0計數256個脈沖產生中斷一次， T1計數65 536個脈沖產生中斷一次。
T0、T1控制寄存器設置及產生溢出中斷程序為：
…
TCCR0=0x06; //計數脈沖由T0引腳輸入,下降沿有效。
TCCR1B=0x06; //計數脈沖由T1引腳輸入,下降沿驅動
有效。
…
　　#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:9//正計數 16bits
void timer1_ovf_isr(void){
　　 cnt1++; //32位計數
　　}
　　#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:10 //負計數8bits
　　void timer0_ovf_isr(void){
　　 long c;
　　 cnt0++; //32位計數
　　 c=(cnt0>>8); //防止cnt0,cnt1溢出
　　 if(c (cnt1>=c))
　　 {cnt1-=c; //計算計數差值
　　 cnt0=cnt00xff; //只保留低8位
} }
設計中，選擇型號為S38-J3V100光電編碼器，輸出編碼是500碼/轉，則脈沖當量是πd/500，當前的位移量就是總脈沖數與脈沖當量的乘積。軟件計算程序如下：
　 …
　　posicnt=(cnt116)|TCNT1; //正脈沖數
　　negcnt=(cnt08)|TCNT0; //負脈沖數
　　totalcnt =posicnt-negcnt; //產生位移量大的總脈沖數
　　curPosi=(totalcnt*(meterCyl*1000+ CentCyl));
　　curPosi/=PLS_PER_ROUND; //當前的位移量
…
　 執(zhí)行運行命令，微處理器就要對設定的位移量進行計算，把位移量大小轉換成脈沖數的多少。在運行中進行脈沖數的比較，如果相等，則停止運行，表示已經達到目標位置。軟件計算程序如下：
sysStatus = SYS_RUN;
PosiSet=meterPosi*1000+CentPosi; //毫米計算
cntSet=(PosiSet*PLS_PER_ROUND)/(CentCyl+
meter Cyl*1000);
if(cntSet>totalcnt) Command=CMD_FWD;
//執(zhí)行正轉命令
else if(cntSettotalcnt) Command=CMD_REV;
//執(zhí)行反轉命令
else sysStatus=SYS_IDLE; //停止狀態(tài)
本方案設計的重物提升控制系統(tǒng)在實際運行過程中獲得了良好的動態(tài)性能,控制精確，智能化程度高。利用光電編碼器作為位移傳感器,能獲取高精度控制信號。高性價比的Atmega16單片機使成本大大降低,提高了軟件設計的靈活性,簡化了硬件電路設計,具有很好的實用價值。
參考文獻
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