智能小車的直流電機(jī)控制

1、.智能小車的直流電機(jī)控制【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私庖詥纹瑱C(jī)為核心的直流電機(jī)控制系統(tǒng)掌握此系統(tǒng)中直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速原理熟悉ICCAVR 軟件編譯環(huán)境，會(huì)編寫控制程序【實(shí)驗(yàn)器材】智能小車一部，下載線一根【實(shí)驗(yàn)原理】直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖：在本實(shí)驗(yàn)中所分析的是以單片機(jī)ATMEGA8515L 為核心的直流電機(jī)控制系統(tǒng)。ATMEGA8515L 芯片的引腳圖如下：功放驅(qū)動(dòng)電路采用基于雙極性H-橋型脈寬調(diào)整方式PWM 的集成電路L293D。L293D是單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)用來接受DTL 或者TTL 邏輯電平，驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載(比如 繼電器，直流和步近馬達(dá))，和開關(guān)電源晶體管。其引腳圖如下：A

2、TMEGA8515L 利用I/O 口（PD5，PE2，PD4，PD6）向驅(qū)動(dòng)電路輸出控制電平，這些I/O口作為單片機(jī)控制指令的輸出，連接到驅(qū)動(dòng)電路中L293D 的相應(yīng)管腳上。其真值表如下：對(duì)于電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，我們是采用脈寬調(diào)制（PWM）辦法，控制電機(jī)的時(shí)候，電源并非連續(xù)地向電機(jī)供電，而是在一個(gè)特定的頻率下以方波脈沖的形式提供電能。不同占空比的方波信號(hào)能對(duì)電機(jī)起到調(diào)速作用，這是因?yàn)殡姍C(jī)實(shí)際上是一個(gè)大電感，它有阻礙輸入電流和電壓突變的能力，因此脈沖輸入信號(hào)被平均分配到作用時(shí)間上，這樣，改變?cè)谑寄芏薖E2 和PD5 上輸入方波的占空比就能改變加在電機(jī)兩端的電壓大小，從而改變了轉(zhuǎn)速。此實(shí)驗(yàn)中用微處理機(jī)

3、來實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，通常的方法有兩種：（1）用軟件方式來實(shí)現(xiàn)，即通過執(zhí)行軟件延時(shí)循環(huán)程序交替改變端口某個(gè)二進(jìn)制位輸出邏輯狀態(tài)來產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，設(shè)置不同的延時(shí)時(shí)間得到不同的占空比。（2）硬件電路自動(dòng)產(chǎn)生PWM 信號(hào)，不占用CPU 處理的時(shí)間。這就要用到ATMEGA8515L 的在PWM 模式下的計(jì)數(shù)器1，具體內(nèi)容可參考相關(guān)書籍?！緦?shí)驗(yàn)步驟】（1） 連接好電路，把數(shù)據(jù)線，下載線連接好，打開電源（2） 進(jìn)入ICCAVR 編譯環(huán)境，調(diào)試程序直至沒有錯(cuò)誤，編譯環(huán)境簡(jiǎn)介請(qǐng)參見附錄一（3） 下載，燒錄進(jìn)單片機(jī)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果（4） 反復(fù)修改調(diào)試程序，逐漸增強(qiáng)其功能（5） 寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)【程序示例】1

4、、小車前進(jìn)一段左轉(zhuǎn)一圈右轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)一段后退一段停下/ICC-AVR application builder : 2005-5-19 19:12:13/ Target : M8515/ Crystal: 4.0000Mhz#include #include unsigned int time;unsigned int yan;void port_init(void)PORTA = 0x00;DDRA = 0xFF;PORTB = 0x00;DDRB = 0x00;PORTC = 0x00;DDRC = 0x00;PORTD = 0x00;DDRD = 0xFF;PORTE = 0x00;DDRE

5、 = 0xFF;/call this routine to initialize all peripheralsvoid init_devices(void)/stop errant interrupts until set upCLI(); /disable all interruptsport_init();MCUCR = 0x00;EMCUCR =0x00;GICR = 0x00;TIMSK = 0x00;SEI(); /re-enable interrupts/all peripherals are now initializedvoid delay(unsigned int yan)

6、while(yan0)yan-;void runforth(void)while(time1000)PORTE=0x04;PORTD=0x70;delay(2000);time+;time=0;void zuozhuanwan(void)while(time1000)PORTE=0x00;PORTD=0X70;delay(2000);time+;time=0;void youzhuanwan(void)while(time1000)PORTE=0x04;PORTD=0x50;delay(2000);time+;time=0;void houtui(void)while(time1000)POR

7、TE=0x04;PORTD=0x20;delay(2000);time+;time=0;void stop(void)PORTE=0x00;PORTD=0x00;void main(void) init_devices();time=0;runforth();zuozhuanwan();youzhuanwan();runforth();houtui();stop();2、調(diào)速程序以下是用兩定時(shí)器來控制加在兩方向控制口的方波占空比，以此來對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，而同學(xué)們可以利用對(duì)兩始能端高低電平進(jìn)行不同延時(shí)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。/ICC-AVR application builder : 2005-5-18

8、16:45:27/ Target : M8515/ Crystal: 4.0000Mhz#include #include unsigned char a;unsigned char p;unsigned char m;unsigned char n;void port_init(void)PORTA = 0x00;DDRA = 0x00;PORTB = 0x00;DDRB = 0x00;PORTC = 0x00;DDRC = 0x00;PORTD = 0x00;DDRD = 0x70;PORTE = 0x00;DDRE = 0x04;/TIMER0 initialize - prescale

9、:64/ WGM: Normal/ desired value: 40Hz/ actual value: Out of rangevoid timer0_init(void)TCCR0 = 0x00; /stop timerTCNT0 = 0xfa /*INVALID SETTING*/; /set count valueTCCR0 = 0x03; /start timer#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:8void timer0_ovf_isr(void)TCNT0 = 0xfa /*INVALID SETTING*/; /reload cou

10、nter valueif(m=a)PORTD=0x70;TCCR1B=0x03;TCCR0=0x00;n=1;elsem+;/TIMER1 initialize - prescale:64/ WGM: 0) Normal, TOP=0xFFFF/ desired value: 40Hz/ actual value: 40.013Hz (0.0%)void timer1_init(void)TCCR1B = 0x00; /stopTCNT1H = 0xff; /setupTCNT1L = 0xfa;OCR1AH = 0x06;OCR1AL = 0x1A;OCR1BH = 0x06;OCR1BL

11、= 0x1A;TCCR1A = 0x00;TCCR1B = 0x00;#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:7void timer1_ovf_isr(void)TCNT1H = 0xff; /reload counter high valueTCNT1L = 0xfa; /reload counter low valueif(n=250-a)PORTD=0x20;TCCR0=0x03;TCCR1B=0x00;m=1;if(p=0)if(a=125)p=1;elsea+;elseif(a=1)p=0;elsea-;elsen+;/call this routine to initialize all peripheralsvoid init_devices(void)/stop errant interrupts until set upCLI(); /disable all interruptsport_init();timer0_init();timer1_init();M