一個基于ATMEGA128的直流電機(jī)抱死程序

先說一下我的硬件情況：一塊ATMEGA128實驗板；一個帶編碼器的80:1的變速電機(jī)，編碼器的輸出端連接到單片機(jī)的PD4和PD5引腳；一塊電機(jī)驅(qū)動電路，該電路的輸入為：24v電源、兩路pwm信號輸入，輸出即為電機(jī)的正負(fù)極，要用該電路來驅(qū)動電機(jī)，則必須讓兩路pwm輸入信號的一路占空比為0，另一路不為0，相當(dāng)于讓電機(jī)的一極接地，另一極接pwm，通過控制兩路pwm的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向。pwm信號的輸入端連接到單片機(jī)的PD6和PD7引腳。

下面是我的程序的設(shè)計思路：這個程序用了兩個定時器：timer0和timer1。

timer0用來產(chǎn)生pwm。timer0產(chǎn)生pwm信號是這樣實現(xiàn)的：程序中有一個timer0的溢出事件計數(shù)器，和兩個保存兩路pwm信號占空比的變量，當(dāng)timer0溢出事件計數(shù)器計數(shù)超過100時，如果某個pwm信號占空比不為0，則把相應(yīng)pwm引腳置高電平，同時清零此計數(shù)器，當(dāng)此計數(shù)器等于某個占空比時，則把相應(yīng)引腳置低電平，從而實現(xiàn)timer0溢出事件計數(shù)器從0計數(shù)到100時輸出一個周期的pwm信號。通過調(diào)節(jié)timer0的溢出頻率，即可調(diào)節(jié)pwm信號輸出的頻率。

timer1用來對編碼器的輸出進(jìn)行計數(shù)，同時調(diào)整pwm的占空比，實現(xiàn)對電機(jī)的控制。對編碼器的輸出計數(shù)是利用了timer1的輸入捕捉功能，由于電機(jī)可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致編碼器的CHA和CHB的輸出也不同，所以可以在程序中可以判斷電機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，再對編碼器的輸出脈沖進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)的時候計數(shù)增加，電機(jī)反轉(zhuǎn)的時候計數(shù)減少，所以編碼器的計數(shù)值是有正負(fù)的。從而可以知道什么時候該通過調(diào)整pwm來控制電機(jī)。

下面是我的調(diào)試過程，也算是一點經(jīng)驗吧：以開始的思路是只要編碼器的計數(shù)值不為0，我就要讓電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動，以保持電機(jī)抱死，發(fā)送給電機(jī)的pwm是固定的數(shù)值，但是這樣反而是抱不死，它在前后地抖動，而且pwm的占空比越大，電機(jī)抖動得越厲害，這樣顯然不行；后來想了一個辦法，就是如果編碼器的計數(shù)值在一定的范圍內(nèi)，我就不用讓電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動。因為這個電機(jī)是變速電機(jī)，如果電機(jī)里面只轉(zhuǎn)動一點點，在外面看來就相當(dāng)于不動，這樣的話就給電機(jī)預(yù)留了一部分轉(zhuǎn)動的空間，用來消除抖動，就是說在這個空間內(nèi)是不發(fā)送pwm給電機(jī)的，或者說電機(jī)兩極的pwm占空比都為0。這樣一來，當(dāng)pwm占空比比較低時，是可以消除抖動，但是力氣不大，就是說還是可以用鉗子擰得動，調(diào)了很久都無法在抖動和電機(jī)力氣之間取得平衡。后來又想了一個辦法，在這個基礎(chǔ)上再改進(jìn)，因為之前的pwm占空比都是不變的，所以很難達(dá)到令人滿意的效果，現(xiàn)在的方法是，根據(jù)電機(jī)被擰動的角度，或者說編碼器的計數(shù)值大小來調(diào)整pwm的占空比，編碼器的計數(shù)值偏離0越多（正或負(fù)得越大），pwm的占空比就越大，電機(jī)的力氣也就越大，從而不會出現(xiàn)電機(jī)一旦被擰動就馬上以最大速度轉(zhuǎn)回去的情況，抖動也就消除了，而且電機(jī)力氣很大。