直流電機優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(二)

作者：時間：2013-04-22 來源：網(wǎng)絡(luò)

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(7)工作電壓、速度及功耗。ATmega16L：2.7-5.5V，0-8MHz，ATmega16：

4.5-5.5V，0-16MHz。ATmega16L 在1MHz，3V，25℃時功耗為：正常模式：1.1mA，

空閑模式0.35mA，掉電模式：小于1μA。

(8)DIP40 或TQFP44 封裝。

3.2 AVR單片機最小系統(tǒng)

AVR 單片機最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路和ISP 下載下線接口及ATmega16構(gòu)成。如下圖3-1 所示。

雖然AVR 單片機內(nèi)部帶有0-8MHz 的內(nèi)部時鐘，但為了系統(tǒng)時序穩(wěn)定，工作可靠，這里采用了由8MHz 的石英晶振構(gòu)成的振蕩器作為單片機的系統(tǒng)時鐘。R23、C23 和S1 構(gòu)成上電復(fù)位和按鍵復(fù)位電路。P14 為AVR 單片機的ISP 下載接口。C27、C24，L1、C26 分別構(gòu)成數(shù)字電路和內(nèi)部模擬電路電源濾波電路，C25 為A/D 轉(zhuǎn)換所用內(nèi)部參考源的濾波電容。單片機的管腳分配如下表3-1 所示。

3.3 雙極性PWM 波形產(chǎn)生與死區(qū)發(fā)生

3.2.1 PWM波的產(chǎn)生

PWM 波形由控制芯片ATmega16 的定時器T/C1 產(chǎn)生，從OC1A(PD5)引腳輸出。ATmega16 的T/C1 是一個可編程的16 位雙向的定時器/計數(shù)器，既可以在系統(tǒng)時鐘作用下作為16 位定時器使用，也可以對T1 引腳上的脈沖進行計數(shù)，可以在OC1A 和OC1B 引腳上輸出兩路PWM 波形，并可在ICP 引腳上輸入脈沖作用下捕捉一次TCNT1 中瞬時計數(shù)值。這里我們不詳細介紹T/C1 的所有功能，只闡述其產(chǎn)生PWM 的波形的過程。與T/C1 有關(guān)的工作寄存器有：T/C1 計數(shù)器TCNT1、輸出比較匹配寄存器OCR1A 和OCR1B 以及輸入捕捉寄存器ICR1，均為16 位，由相應(yīng)的8 位I/O 寄存器拼裝而成;T/C1 控制寄存器TCCR1A 和TCCR1B，用于設(shè)定T/C1 的工作模式。T/C1 的工作模式由一般模式、比較匹配時清零定時器(CTC)模式以及兩種PWM 等15 種。PWM 模式中，又可分為8 位、9 位、10 位PWM，其中又有快速模式和相位頻率可調(diào)模式。PWM 波形位數(shù)越高，則其波形輸出精度也越高，但其相應(yīng)頻率也越低。為使電機電流連續(xù)，PWM 波形頻率不能太低。在快速PWM 模式下，TCNT1 為加“1”計數(shù)器，可以從0000H 一直加到TOP值，并在下個計數(shù)脈沖到來時清零，然后再從0000H 開始加“1”計數(shù)，并重復(fù)上述過程。相比于其他兩種PWM(相位可調(diào)及相位頻率可調(diào))模式，快速PWM模式頻率要高出一倍，適合功率調(diào)節(jié)、電機控制等。因此我們選擇快速PWM模式。

OC1A 或OC1B 引腳上PWM 輸出波形的頻率由下式確定，式中的N 取值為1、8、64、254 或1024(分別代表分頻系數(shù))。