AVR单片机在直流伺服控制系统中的应用

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AVR单片机在直流伺服控制系统中的应用

摘要:一种用新型AT90S8515单片机设计的闭环位置伺服控制系统。介绍了AVR单片机
的特点以及和PWM调速相关寄存器的设置，给出了系统硬件电路原理简图和相应的软件设计方
! W) n: _- i8 s, m( W! Z; d+ s法,并说明了位置与速度的测量方法。
( }3 |- {5 m9 P关键词: AVR单片机直流电机 PWM 伺服系统

由于直流电动机具有良好的起动、制动性能，直流伺
0 d2 S0 H3 u9 X( B9 y服控制技术已广泛应用于工业和字航领域的伺服驱动和
调速系统。随着电力电子技术的发展及其应用技术的进.
% `3 F1 U8 K  d! w) j步,新型功率半导体器件与专用集成芯片的不断涌现,使
9 ^6 i  v2 |' \$ W/ V, t4 z得近年来直流脉宽调制(PWM)控制技术和伺服功率驱动
% n+ Q( _1 }: R* a  {- h发展更加迅速,为研制高精度、快响应、宽调速、低损耗的
, y, y# z( t/ n; T0 G1 v* C& ?高性能直流何服控制系统和变速传动系统提供了基础。
) i$ y3 J5 d) A9 B7 ?8 Z3 D, n当前伺服控制系统所用的微处理器的性能正在不断地提;
高，表现在: (1)与CPU有关的性能提高,如运算速度、指
! @2 ^; \6 }' y6 Y4 J2 P/ F令系统、寻址空间和总线宽度等。(2)片内外围数量不断增
加。本文介绍一种新型高速AVR单片机在伺服控制系统
) d; V- Y0 k6 [" V) @  G中的应用。
7 X* U) b0 b, E( H1AVR单片机结构特点
AT90系列单片机是ATMEL公司生产的新一代基于
AVR增强性能、RISC结构、低功耗、CMOS技术的微控制
器,简称AVR系列单片机。与MCS-51系列微控制器相
+ q6 Z# r* H' a0 n: I. B比有以下特点:
(1)AVR微单片机的机器周期为1个时钟周期，绝大
多数指令为单周期指令,1MHz的频率有近1MIPS的性
0 S6 T, y7 y# N9 d  `! k6 Y* K( v* d能。在8MHz时钟频率下,每条指令执行时间仅为125ns。
内此优化了功耗和速度之间的矛盾。
( C( ^# b9 K( i2 T1 Z& q(2)AVR内核为32个通用工作寄存器与丰富指令集
的组合。32个寄存器全部直接地与运算逻辑单元连接,这
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