用AVR微控制器Atmega16控制直流电机

chencui 2022-09-07 1080

控制/MCU

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描述

　　直流电机是应用最广泛的电机。从小型项目到先进的机器人技术，这些电机几乎无处不在。我们之前将 DC Motor 与许多其他微控制器（如Arduino、Raspberry pi ）连接起来，并在许多机器人项目中使用它。今天我们学习用AVR微控制器Atmega16控制直流电机。

　　什么是直流电机？

　　直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。具体来说，直流电机使用直流电流将电能转换为机械能。电机的基本原理是磁场和电流相互作用，在电机内部产生一个力，帮助电机转动。因此，当电流通过磁场中的线圈时，会产生磁力，从而产生扭矩，从而导致电机运动。通过反转电流来控制电机的方向。它的速度也可以通过改变供应电压来改变。由于微控制器有PWM引脚，所以它可以用来控制电机的速度。

　　在本教程中，将使用Atmega16演示直流电机操作。L293D 电机驱动器将用于反转电流方向，从而改变运动方向。L293D 电机驱动器使用H 桥电路配置，向电机输出所需电流。两个按钮用于选择电机的方向。一个按钮用于选择顺时针旋转，另一个用于选择直流电机的逆时针操作。

直流电机

　　所需组件

　　直流电机（5V）

　　L293D电机驱动器

　　Atmega16微控制器IC

　　16Mhz 晶体振荡器

　　两个 100nF 电容器

　　两个 22pF 电容器

　　按钮

　　跳线

　　面包板

　　USBASP v2.0

　　LED（任何颜色）

　　电路原理图

直流电机

为直流电机控制编程 Atmega16

这里 Atmega16 使用 USBASP 和 Atmel Studio7.0 进行编程。如果您不知道如何使用 USBASP 对 Atmega16 进行编程，请访问链接。完整的程序在项目结束时给出，只需将程序上传到 Atmega16 并使用两个按钮来顺时针和逆时针旋转直流电机。

直流电机使用 L293D 电机驱动器连接。按下相应的按钮时，直流电机将沿两个方向旋转。一个按钮用于顺时针方向旋转直流电机，另一个按钮用于逆时针方向旋转直流电机。首先定义微控制器的 CPU 频率并包含所有必要的库。

#define F_CPU 16000000UL       
#include 
#include

然后，使用一个变量来跟踪按钮按下状态。该变量将用于定义电机的方向。

诠释我;

使用数据方向寄存器选择 GPIO 的输入/输出模式。最初，将电机引脚的输出设为低电平，以避免在未按下按钮的情况下启动电机。

DDRA = 03;  
门 &= ~(1<<1); 
门 &= ~(1<<0);

检查连接到 Atmega16 的PORTA4的第一个按钮是否被按下，并将按钮的状态存储在变量中。

if(!bit_is_clear(PINA,4)) 
{ 
     i = 1;                     
     门 &= ~(1<<1); 
_delay_ms (1000);                                                           }

同样检查第二个按钮是否被按下，连接到 Atmega16 的 PORTA5，并将按钮的状态存储在变量中。

  否则如果 (!bit_is_clear(PINA,5))   
     { 
         i = 2;                                                         
         门 &= ~(1<<0); 
_delay_ms (1000);      }

如果第一个按钮的状态为真，则顺时针旋转直流电机，如果第二个按钮的状态为真，则逆时针旋转直流电机。

如果 (i == 1)                    
{
    门 |= (1<<0);           
    门 &= ~(1<<1); 
} 
   else if (i == 2)         
{ 
     PORTA |= (1<<1);           
     门 &= ~(1<<0); 
}

　　您可以根据使用的 GPIO 将电机引脚连接到任何 GPIO 引脚。此外，使用电机驱动器 IC 来减少微控制器上的负载也很重要，因为微控制器无法提供运行直流电机所需的电流。

/* 直流电机与 Atmega16 的接口

电路文摘(circuitdigest.com)*/

#define F_CPU 16000000UL //定义cpu频率

#include

#include

诠释我; //定义比较变量

诠释主要（无效）

{

//DDR数据方向寄存器

DDRA = 03; // 使 PORTA0,1 引脚作为输出，Rest 作为输入

门 &= ~(1<<1); // 最初将 PORTA1 引脚设为低电平，以避免在选择按钮之前移动

门 &= ~(1<<0); // 最初将 PORTA0 引脚设为低电平，以避免在选择按钮之前移动

而（1）

{

if(!bit_is_clear(PINA,4)) // 检查 PORTA4 按钮是否被按下

{

我 = 1; //存储状态为1

门 &= ~(1<<1);

_delay_ms(1000);

}

else if (!bit_is_clear(PINA,5)) // 检查 PORTA5 按钮是否被按下

{

我 = 2; //存储状态为2

门 &= ~(1<<0);

_delay_ms(1000);

}

if (i == 1) // 如果第一个按钮被按下

{

门 |= (1<<0); //顺时针旋转

门 &= ~(1<<1);

}

else if (i == 2) //如果第二个按钮被按下

{

门 |= (1<<1); //逆时针旋转

门 &= ~(1<<0);

}

}

}

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