毕业设计(论文）：基于AVR的直流电动机双闭环调速系统.doc

基于AVR的直流电动机双闭环调速系统 摘 要 在各类机电系统中,由于直流电机具有良好的起动、制动和调速性能,直流调速技术已广泛运用于工业领域的各个方面。最常用的直流调速技术是脉宽调制(PWM) 直流调速技术,它具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和耗损低等特点。文中采用AVR 单片机ATmega16 产生PWM信号、L298 驱动、行列式键盘控制及LCD 显示，并采取转速、电流双闭环PID算法对直流电机进行调速控制的直流电机PWM 调速系统。 关键词：AVR，双闭环，PWM，直流电机调速 AVR-based dual-loop DC motor speed regulation system ABSTRACT In various mechanical and electrical systems, due to DC motor has a good start, braking and speed control performance of DC drive technology has been widely used in industry, all aspects of the field of aerospace. The most commonly used technique is pulse-width modulated DC speed (PWM) DC converter technology, which has speed, high precision, fast response, wide speed range and low and the wear and tear. This paper presents a PWM generated by the AVR microcontroller ATmega16 signal, L298-driven, the determinant of the keyboard control and LCD display, and to take speed, the current dual-loop PID algorithm to DC motor speed control of DC motor PWM speed control system. KEY WORDS: AVR，Double-loop，PWM，DC Motor Speed Control 目 录 1 绪论 1 1.1 绪论 1 1.2 直流电动机简介 1 1.3 直流电机工作原理 2 1.4 直流电机的励磁 2 1.4.1他励电机励磁 2 1.4.2自励电机励磁 3 1.5 直流电机的优越性 3 1.6 直流电动机应用 4 2 选题背景 4 2.1 问题的提出 4 2.2 解决方案 4 3 系统总设计方案 5 3.1 设计思路 5 3.2 方案论证与设计 5 3.2.1系统控制设计方案论证与选择 5 3.2.2电机控制电路的设计 6 3.2.3键盘电路的设计 6 3.2.4显示电路的设计 6 3.2.5速度测量电路的设计 6 3.2.6电流检测电路设计 6 3.3 系统组成： 6 3.4 ATMEGA控制电路 7 3.5 电源及ISP 8 3.6 主要电路单元的设计 8 3.6.1.L298 驱动接口 8 3.6.1.1.控制逻辑 9 3.6.1.2. L298原理图 10 3.6.2.显示电路设计 10 3.6.2.1.液晶模块接线图 10 3.6.2.2. 1062接口说明 11 3.6.2.3.基本操作时序 11 3.6.3.键盘电路设计 11 3.6.3.1.行列式键盘电路 11 3.6.3.2.按键抖动 12 3.6.3.3.去抖方法 12 3.6.4电机测速电路设计 12 3.6.5光电编码器的工作原理： 13 3.6.5.1.绝对式编码器 13 3.6.5.2.增量式编码器 14 3.6.5.3.转速转向信号处理 14 3.6.6电枢电流测量 15 3.6.6.1.测量方法 15 3.6.6.2. AVR数模转换特点 15 4 系统软件设计与实现 16 4.1 PWM软件设计 18 4.1.1产生PWM信号4种方法 18 4.1.2AVR单片机输出PWM的程序 19 4.2 转向与速度检测 19 4.2.1测速原理 19 4.2.2脉冲数字（P/D）转换方法 20 4.2.3M/T法测速软件设计 20 4.2.4M/T 法数字测速软件图 21 4.2.5转向的判断 23 4.3 电流检测原理 23 4.3.1AD转换程序 23 4.4 调节器的设计 24 4.4.1电流调节器的设计 24 4.4.2转速调节器的设计 27 4.5 PID程序流程图：