【主管Q:2347660】2号站平台怎么注册ATmega162单片机与交流电机调速控制研究赵炯，方皓（同济大学机械工程学院，上海200092）上位计算机进行串行通信的控制界面。给出了交流电机移相调速控制及脉宽调制在ATmega162中的编程实现过程阐述了使用C语言编写的单片机串行通信接口程序，并说明了利用Delphi编写计算机串行通信界面的方法。

ATmega162是Atmel公司生产的高性能、低功耗AVR8位微控制器，它采用RICS架构，主频为16 MHz，拥有32个8位通用寄存器以及131条指令，其中大部分属于单时钟周期指令。系统内置16 kbit可编程FlashROM，支持TAG接口，可通过CodeVisionAVR等编译器进行C语言在线实时编程，实现多种功能。ATmega162集成通用同步/异步串行通信⑴SART）它是一个全双工器件，有独立的波特率发生器、发送寄存器和接收寄存器，可以同步或以异步方式工作，支持5 ~9个数据位和1~2个停止位，硬件实现奇偶校验的生成和检查，具有数据溢出和帧错误检测。

基于ATmega162的电机调速控制中，计算机作为上位机进行编程和控制显示，与ATmega162之间通过RS232进行串行通信。计算机上输入的设定速度被传送到单片机，单片机检测到AC调速板发送来的中断信号触发移相控制，根据预设速度计算导通角及其对应的时间，然后将控制信号发送到调速板，由调速板控制电机的输入功率，从而调节电机的转速，同时单片机还将当前设定的电机转速反馈至计算机中显示，见。

1ATmega162与串行通信初始化在使用ATmega162之前，需要对其进行初始化。初始化的内容主要包括：①CPU主频初始化；②4组端口的PORT和DDR值（控制端口的功能和数据流向）③定时器/计数器初始化；④外部中断使能；⑤模拟比较器初始化。2号站代理

基于ATmega162的电机调速控制系统结构图Fig.解一些相关的寄存器，下面是编程中要用到的几个寄存器21，通过它们来实现对串口的操作：（1）波特率寄存器UBRR：SART波特率寄存器为12位，高4位在UBRRHI寄存器里，UART1占用7~4 UDR实际上是两个物理上独立的寄存器，一个用于发送，一个用于接收。读取UDR时访问的是接收数据寄存器UDR，而在写入UDR时，访问的是发送数据寄存器UDR.控制状态寄存器UCSRA：①位7RXC：USART接收结束，置位表明接收到的数据已经从接收移位寄存器传送到UDRRXC在读UDR时自动清零；②位6TXCUSART发送结束，置位表明数据已经从发送移位寄存器发送出去，且UDR中没有新的要发送的数据；③位5UDRE：USART数据寄存器空，置位表示发送器准备就绪。

USART控制操作1341 ATmega162有两个全双工的通用同步/异步收发器USART：SART0和USART1，它们主要由晶振、发送器和接收器三部分组成，分别有单独的输入输出寄存器，共用控制寄存器。由发送完成、发送数据寄存器空和接收完成3个独立的中断，支持多处理通信模式，可以方便地进行串行通信。

USART的处理过程比较明确。在把待发送的数据写入USART数据寄存器UDR就会启动数据发送。如果收发器的移位寄存器为空，则UDR中的数据将进入移位寄存器。此时控制和状态寄存器UCSRnA的UDRE标志置位，表明USART可以容纳下一个数据。当数据送入移位寄存器时，移位寄存器的起始位（0位）自动清零，而停止位（位9和10）置位。USART在TxD引脚首先送出起始位，然后是数据（低位在前），如果UDR里有新数据，则USART会在停止位发送完毕后，自动加载数据，同时将UDRE置位，并一直保持到有新数据写入UDR.如果UDR没有新数据，而停止位也已经输出预定的时间，则USCRnA的发送完成标志TXC置位。

USART接收器的前端逻辑电路对接收引脚RxD进行采样，如果在空闲状态时检测到低电平，CPU将认为这是起始位的下降沿，起始位检测序列开始。假定采样点1为第一次检测到的低电平，则CPU会在第89和10采样点对RxD进行3次连续采样，如果有2个或全部采样值为高，则认为当前信号是一个虚假的起始位并丢弃，开始等待下一次下降沿。如果检测到一个有效的起始位，CPU开始采样数据。数据位的检测同样是在第89和10采样点进行3次连续采样，如果有2个或全部采样值相同，则这个值即为当前位的值。当停止位进入接收器时，3个采样值当中必须要有两个以上为高，否则UCSRnA中的帧错误标志FE置位。

1.4串行通信子程序PWM程序流程图Fig进行PWM处理的所有程序完成之后，编译并烧入单片机中，与AC调速板连接。

AC调速板AC调速板主要由两部分组成，一部分用于检测零点，另一部分用于PWM输出调速。2号站代理

零点检测电路是将交流电通过桥式整流电路驱动光敏二极管，零点时光敏二极管不发光，放大电路断开，通过上拉电阻将输出限制在高电平，这一高电平输入AT- mega162的外部中断引脚PD3，驱动外部中断，从而实现PWM进行调速控制。

完成PWM之后，将PD2置位，输出高电平，连接到AC调速板的调速输入引脚，驱动三极管放大电路，使光敏二极管发光，接通电机的供电回路，使电机转动，从而达到调节电机转速的目的。

3计算机接口界面3.1界面的功能计算机图形界面要实现的功能主要有：①初始化与ATmega162进行串行通信的环境，设置串行通信的参数和握手信号；②设定电机转速信号并传送到单片机；③接收从单片机反馈回来的电机当前转速并显示。

串行通信控制界面3.2用Delphi实现串行通信界面Delphi没有附带串行通信组件，为了编写通信控制界面，必须设置第三方串行通信组件并进行调试。本例中使用TComm组件，这是一个运行时不可见的控件，它采用Windows API函数对串口进行操作，相关的函数可参阅有关书籍151.可以从TComm的相关属性里直接设置串行通信的握手信号和初始化设置，并调用相关的发送和接收子函数，实现通信功能。

为串行通信控制界面，在这个界面中，可以打开和关闭串口，并对打开的端口参数进行设置，包括选择串口、设置传输波特率、数据位和停止位长度以及奇偶校验方法等。在发送数据区填入设定的电机转速并通过串口发送到ATmega162，单片机对此进行处理之后调节电机转速，并将当前转速发送回来，在接收数据区显示出来。

该控制程序中需要手动进行发送和接收数据，如果需要在设定转速并发送完毕之后，能自动显示转速，就增加一个TTimer组件，在其OnTimer事件中添加接收数据的代码即可Fig.实现自动接收并显示：4结语本文主要探讨了利用ATmega162单片机通过脉宽调制方法控制交流电机的转速，以及利用Delphi来实现单片机与上位计算机进行串行通信的控制界面。主要是ATmega162的USART用法，用C语言编写单片机串行通信接口程序。

交流电机的移相调速控制及PWM在ATmega162中的程序实现。

文中主要讨论了开环控制下的电机调速，并没有检测电机转速是否按照设定速度稳定运行并进行相应的调整，今后可以在这方面作进一步的完善。