AVR单片机直流空心杯电机伺服控制系统设计(附答辩)

AVR单片机直流空心杯电机伺服控制系统设计(附答辩)(选题审批表,任务书,开题报告,中期检查表,毕业论文14600字,答辩记录)
摘  要：论文介绍了AVR单片机的特点以及PWM调速相关寄存器的设置、AVR单片机对编码器信号的采集处理、伺服器对直流空心杯电机的控制。运用C语言对AVR单片机编程，AVR单片机采集处理编码器信号，AVR单片机将控制指令给伺服器，伺服器对直流空心杯电机进行精密控制，设计并实现了一个基于ATmega128单片机的闭环伺服控制系统。实验表明采用这种单片机设计的伺服系统能提高系统实时性，简化接口硬件，提高抗干扰能力，在实际应用中可以取得较好的控制效果。
关键词：ATmega128单片机；编码器；伺服器；直流空心杯电机；C语言

Design of the DC Hollow Cup Motor Servo Control System Based on AVR Single-chip Microcomputer
Abstract: This paper introduced AVR single-slice process ,the settings of relative register of PWM regulating speed in AVR microcontroller, the collection and processing of information from encoder by AVR single-slice process and the control for DC Hollow cup motor by the server. After programming the AVR single-slice process by using program C, the AVR single-slice process collects and processes the information from encoder, then AVR single-slice process pass the control instructions to the server, and at last, the server precisely controlled the DC Hollow cup motor, which designed and realized the loop direct-servo-actuated control system based on ATmega128 microcontroller .It was shown by experiment that the use of the AVR single-slice process can improves the actual effect of the designed system and the interface hardware is simplified greatly and the ability of resistance disturbance is improved, and it has acquired a good control result in practices.
Key words: Robot: ATmega128 single-slice process; Encoder; Server; DC Hollow cup motor; Program C

 研究内容
 “AVR单片机直流空心杯电机伺服控制系统设计”是由：高精度的编码器、中央处理单元模块、伺服器模块、带编码盘的直流电机组成。本系统的编码器采用的是精度1000p的双相采样编码器，在精度和实际应用上很符合时时数据采集控制；中央处理单元模块是由8位的ATmega128为主控芯片的最小系统板，通过编码器采集的数据进行处理，反馈给伺服器PWM信号，伺服器接受PWM控制信号，极其准确的控制伺服电机的旋转速度和旋转角度，从而完美的通过编码器轴转角度的变化，对电机进行实时反馈的控制。通过编码器采集的数据，AVR单片机进行接收，运用数学物理的公式，从而计算出编码器的点数对应电机控制点数的公式，将单片机准确控制直流伺服电机的效果得以实现。
2 相关技术
“AVR单片机直流空心杯电机伺服控制系统设计”需要使用4个集成技术较高的模块，他们分别是：中央处理单元模块、伺服器模块、高精度的编码器、带编码盘的直流空心杯电机。   
2.1 中央处理单元模块
为了满足快速的运算和采样，我选择ATmega128单片机的最小系统板做为我的中央处理单元模块,ATmega128他功能强大使用简便有很好的抗干扰能力，便宜的价格使它运用广泛。
2.1.1 ATmega128单片机概述
系统设计中我使用了ATmega128单片机的IO口功能，中断输入捕获采样功能和硬件PWM功能来完成对光电编码盘的采样和对直流伺服电机的控制。
ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。
 

目  录
摘  要    1
关键词    1
1 前言    2
1.1 研究背景    2
1.2 国内外研究现状    2
1.3 研究内容    2
2 相关技术    3
2.1 中央处理单元模块    3
2.1.1 ATmega128单片机概述    3
2.1.2 AVR单片机的技术特点    5
2.2 伺服器模块    6
2.2.1 伺服器的介绍    6
2.2.2 伺服器的主要功能    7
2.2.3 速度控制模式    7
2.2.4 伺服器的技术特点    8
2.3 高精度的编码器    8
2.3.1 编码器的介绍    8
2.3.2  编码器的技术特点    9
2.4 带编码盘的直流空心杯电机    9
2.4.1 空心杯电机部分的介绍    9
2.4.2电机尾部编码盘部分的反馈控制    9
2.4.3直流空心杯电机的技术特点    10
3 系统的整体架构    10
3.1设计的原理    10
3.1.1编码器采样原理    11
3.1.2 PWM脉宽调制原理    11
3.1.3 伺服系统控制原理    12
3.2 设计的总体思路及其系统体系结构    12
3.3 系统的特点    13
4 系统设计与实现    13
4.1 单片机对编码器控制    13
4.1.1 单片机对编码器的控制设计    13
4.1.2 单片机对编码器的控制    14
4.2伺服器对伺服电机的控制    15
4.2.1伺服器对伺服电机的控制设计    15
4.2.2伺服器对伺服电机的控制实现    15
4.3 单片机对伺服器控制    16
4.3.1单片机对伺服器的控制设计    17
4.3.2 单片机对伺服器的控制实现    17
5 总 结    25
参考文献    25
致    谢    26