基于ATmegal6单片机的通用电机控制装置的设计

　　0 引言

　　电机的驱动与控制是现代电子技术中一个重要的研究课题，不同种类的电动机需要有不同的控制和驱动方法。使用高性能单片机作为电机控制驱动装置的核心，可以有效降低电机驱动器的成本，扩展应用范围，提高使用灵活性。

　　ATmegal6单片机是ATMEL公司的一款高性能8位AVR单片机，它内部带有功能强大的可编程定时和计数单元，通过编程可以很容易地产生各类交、直流电机以及步进电机的驱动波形，因此，利用这类功能强大的单片机作为电机控制器的核心，可以使控制器应用更加灵活、应用范围更广、维护成本更低。本文设计出的电机通用控制装置功能齐全，其液晶显示装置和按键可以控制并显示电机的运行状态，而数字化的温度传感器则能有效准确地监控电机的运行温度，RS485/232总线通信接口可以将多个控制器进行联网。从而实现电机的智能化远程控制。

　　1 电机控制及驱动电路设计

　　图l所示是一种通用电机控制装置系统的总体结构图。其整个单片机系统以ATmegal6单片机为控制核心，其中从单片机和主单片机利用I2C总线进行通信。从单片机连接按键和液晶屏，可以实现人机接口的功能，这样即可以为主单片机节约宝贵的I/O资源，又可以提高系统的运行效率。另外，DSl8820采用单总线结构采集温度，可以实现对电机温度的监控。

　　1.1 ATmegal6主控电路

　　ATmegal6单片机具有3个PWM功能的定时器/计数器T/C0、T/Cl和T/C2，其中T/C0和T/C2是两个8位的定时器/计数器，而T/Cl是16位具有输入捕获功能的定时器/计数器。

　　本系统的主控单片机电路如图2所示。它以megal6单片机为核心，配有外围复位电路和振荡器电路，单片机所有I/0都可独立引出，以便与外部电路的连接和扩展。

　　1.2 电机温度监测电路

　　电机的表面温度是衡量电机是否在安全状态下工作的一个重要指标。本系统的电机温度监测电路利用美国DALLAS半导体公司推出的单总线数字化测温集成电路DSl8820来实现。该数字化传感器具有很宽的测温范围(-55℃～+125℃)，工作时只需要三根引线，而且多只DSl8820可以并行连接，以实现对多个电动机的温度监控。

　　系统工作时，DSl8820可把测得的温度数据传给单片机。如果超过用户设定，系统还可执行电机保护和报警等程序。电机温度监测系统的结构如图3所示，图4所示是其温度监控电路。

　　1.3 键盘及LCD接口电路

　　本系统的按键和LCD接口控制电路以单片机AT89S51为核心，该电路使用I2C总线与主单片机进行通信。利用这种主从单片机分离的设计可将一些大量占用IO端口资源的低速设备进行集中管理，从而为主单片机节约硬件资源和程序开销，提高系统的使用灵活性和运行效率。其LCD显示和键盘处理电路如图5所示。