单片机在双电机定位系统中应用研究

摘要：双电机定位是指在空间两个垂直方向上各放置一个电机，通过电机运转来带

动执行机械。就单片机在双电机定位系统中应用进行分析，就电机控制电路设计进行重点
分析。
　　
　　1　单片机简介
　　
　　单片机具有集成度高、功能强、结构合理、抗干扰性强和指令丰富的特点，它的应用打
破了传统的设计思想，原来很多用模拟电路、脉冲数字电路、逻辑部件来实现的功能，现
在都可通过软件来完成。ATMEL 公司于 1997 年研发并推出了全新配置的、采用精简指令
集 RISC 结构的新型单片机，简称单片机。在 AVR 家族中，Atmega8 是一个非常特殊的单
片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具有 AVR 高
档 单 片 机 系 列 的 MEGA 全 部 性 能 和 特 点 ， 但 由 于 采 用 了 小 引 脚 封 装 ( 为 DIP28 和
TQEP/MLF32)。所以其价格仅与低档单片机相当，成为具有极高性价比、深受广大用户喜
爱的单片机。
　　
　　2　单片机系统的硬件设计
　　
　　单片机系统主要完成给定的输入，两路控制脉冲的输出，调速电压的控制信号 RWM
波的输出，还有对反馈脉冲的输入。具体的是单片机通过通用异步串行通讯口，接收上位
机来自图像处理器的目标数据，然后单片机在其内部转化成相应的控制信号，并输出给
它的下一缀，也即主电路，从而控制电机的正反转和启停。同时单片机还要完成 PWM 波
的输出，控制斩波电路，从而控制电机两端的电压。进而控制电机的转速。当电机转动起
来以后，单片机要实时检测来自光电码盘的反馈脉冲。并与目标值(给定值)相比较，决定
关闭输出的时刻。
　　
　　2.1　单片机系统的时钟振荡电路
　　Atmega8 的 XATU 和 XATL2 引脚分别是片内振荡器的反相放大器输入、输出端。可在
外部连接一个石英晶体或陶瓷振荡器，组成系统的时钟源。无论外接使用的是石英晶体还
是陶瓷振荡器，电容 Cl 和 c2 的值总是相等的。本系统中电容 C1，c2 的值选择为 30pF。其
中，+5V 的电源接到了单片机的电源输入端。同时单片机的电源输入端还外接了一个电容。
然后接地，这样设计的目的是为了防止外接干扰信号对单片机的电源产生影响，因为电
源电压的波动会影响到单片机输出口输出的高电平的电压大小，也就影响了单片机输出
的控制信号，从而影响到后级电路。这样设计也是硬件可靠设计的一个方面。
　　
　　2.2　单片机复位电路
　　单片机的复位方式有上电复位和手动按键复位 2 种。复位电路中的电阻。电容数值的
设置，是为了确保引 RST 脚至少保持 z 个机器周期的高电平而完成复位过程。工作原理，
上电瞬间，RST 端电压与 VCC 相同，随着充电电流的减少。RST 端的电位逐渐下降。只要
RST 端有足够长的时间的电压在阂值以上就可以复位。
　　
　　3 电机位置检测电路设计方案