基于Atmega16單片機的重物提升控制系統(tǒng)設計
5 重物提升位移量的計算
Atmega16微處理器內包含3個獨立的定時器/計數(shù)器模塊,其中T/C0、T/C2是8位定時器/計數(shù)器模塊,T/C1是16位的定時器/計數(shù)器模塊。硬件設計中選擇T0、T1作為正反轉計數(shù)器,記錄光電編碼器輸出的正、負脈沖數(shù)。在軟件設計中一定要將T0、T1計數(shù)器進行擴展,使其有足夠的計數(shù)空間,擴展位移測量范圍。筆者在設計軟件時,將T0、T1進行擴展,使它們都是長整數(shù)(32位)形式,利用的就是計數(shù)器滿產生溢出中斷的形式擴展的。這樣T0計數(shù)256個脈沖產生中斷一次, T1計數(shù)65 536個脈沖產生中斷一次。
T0、T1控制寄存器設置及產生溢出中斷程序為:
…
TCCR0=0x06; //計數(shù)脈沖由T0引腳輸入,下降沿有效。
TCCR1B=0x06; //計數(shù)脈沖由T1引腳輸入,下降沿驅動
有效。
…
#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:9//正計數(shù) 16bits
void timer1_ovf_isr(void){
cnt1++; //32位計數(shù)
}
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:10 //負計數(shù)8bits
void timer0_ovf_isr(void){
long c;
cnt0++; //32位計數(shù)
c=(cnt0>>8); //防止cnt0,cnt1溢出
if(c (cnt1>=c))
{cnt1-=c; //計算計數(shù)差值
cnt0=cnt00xff; //只保留低8位
} }
設計中,選擇型號為S38-J3V100光電編碼器,輸出編碼是500碼/轉,則脈沖當量是πd/500,當前的位移量就是總脈沖數(shù)與脈沖當量的乘積。軟件計算程序如下:
…
posicnt=(cnt116)|TCNT1; //正脈沖數(shù)
negcnt=(cnt08)|TCNT0; //負脈沖數(shù)
totalcnt =posicnt-negcnt; //產生位移量大的總脈沖數(shù)
curPosi=(totalcnt*(meterCyl*1000+ CentCyl));
curPosi/=PLS_PER_ROUND; //當前的位移量
…
執(zhí)行運行命令,微處理器就要對設定的位移量進行計算,把位移量大小轉換成脈沖數(shù)的多少。在運行中進行脈沖數(shù)的比較,如果相等,則停止運行,表示已經達到目標位置。軟件計算程序如下:
sysStatus = SYS_RUN;
PosiSet=meterPosi*1000+CentPosi; //毫米計算
cntSet=(PosiSet*PLS_PER_ROUND)/(CentCyl+
meter Cyl*1000);
if(cntSet>totalcnt) Command=CMD_FWD;
//執(zhí)行正轉命令
else if(cntSettotalcnt) Command=CMD_REV;
//執(zhí)行反轉命令
else sysStatus=SYS_IDLE; //停止狀態(tài)
本方案設計的重物提升控制系統(tǒng)在實際運行過程中獲得了良好的動態(tài)性能,控制精確,智能化程度高。利用光電編碼器作為位移傳感器,能獲取高精度控制信號。高性價比的Atmega16單片機使成本大大降低,提高了軟件設計的靈活性,簡化了硬件電路設計,具有很好的實用價值。
參考文獻
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