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基于AVR单片机的角度测量系统研究摘要：随着科学技术的进步，特别是以传感器技术、通信技术和计算机技术为基础的现代信息技术的发展，数据采集技术的发展也是日新月异。
各类设备的自动化、智能化程度越来越高，人力逐渐得到解放，效率得到了提高。
我们所研究的角度测量系统属于数据采集系统，其目的是迅速稳定的得到我们想要的角度值，从而完成其他控制。
本文主要对其硬件部分进行了一点研究。
关键词：数据采集角度测量 avr单片机中图分类号：tp274 文献标识码：a 文章编号：1007-9416(2012)02-0077-021、引言角度测量是数据采集的一种。
数据采集是指将温度、压力、流量、负荷、位移等模拟量采集并转换成数字信号,送入处理器进行存储、处理和输出结果的过程。
数据采集系统的任务是采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号,然后送入计算机或专用信号处理设备进行处理，按需要输出处理结果[1]。
在本文中，主要是利用光电编码器对一些不便于人工测量或者人工测量效率较低的角度值进行测量，输出若干位的2进制代码，传输给单片机，再由单片机传输给显示端显示。
2、系统总体设计系统总体设计思想是以avr单片机atmega16为控制核心, 实现数据的存储、传输和显示。
根据系统所需完成的功能,包括数据的采集、处理、传输、显示以及数据通信、键盘/显示等。
所设计的系统总体结构如下图所示。
3、系统硬件设计3.1 光电编码器光电编码器又称光电角位置传感器，是一种集光、机、电为一体的数字式角度、速度传感器，它采用光电技术将轴角信息转换成数字信号，与计算机和显示装置连接后可实现动态测量和实时控制[2]。
这是目前应用最多的一种传感器，由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
0引言科学技术迅速发展，人工智能系统开发研究受到广泛关注。
智能AGV小车在仓储业、制造业、危险场所和特种行业有广泛的应用前景。
譬如在一些汽车领域，如雪佛兰、丰田等汽车厂配线上有广泛的应用，经过使用了AVG作为载运工具装配线后，减少装配时间和故障率。
本系统基于AVR单片机智能AGV小车控制系统研究，能够自动识别前方道路、障碍物检测等功能。
1控制系统总体构成通过循迹传感器确定小车按照规定的轨迹行驶，光电传感器检测前方道路障碍物，超声波传感器测量小车行驶的距离，通过传感器检测到的数字信号送入单片机，单片机通过处理电机驱动实现智能小车的左右，前进，并进行前方障碍物检测和测量行驶距离，结果会显示在智能小车上。
图1系统结构框图2控制系统硬件组成与实现设计2.1系统主控制模块该芯片不仅功耗低，性能也高，运行速度快，而且拥有8位AVR 微处理器，32个8位通用工作寄存器，16KB的系统内可编程Flash，内存量大，还拥有上电复位以及可编程的掉电检测功能，支持扩展的片内调试功能，32个可编程I/O口，而且功耗小。
2.2系统电机驱动模块电机驱动芯片主要对智能AGV小车速度和方向起到一个控制的作用，速度控制采用ATmega16单片机定时中断法产生PWM方波控制速度，方向采用H桥式电路进行电机正转、反转控制。
速度和方向同时控制采用专用的电机驱动芯片，例如L298N、L297N、AQMH2407等电机驱动芯片，电路具有抗干扰能力的问题，于是我们在考虑芯片链接、驱动等问题就可以迎刃而解。
2.3系统输入模块2.3.1循迹传感器智能AGV小车的行进轨迹的检测是采用循迹传感器，采用TCRT5000反射式传感器的红外发射二极管不断发射红外线，红外接收管在发出的红外线没有被反射回来或者反射强度不够大时候，它会一直处于关闭状态，此时输出的模块为高电平，二极管会一直处于熄灭状态；红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和，此时模块输出端为低电平，二极管被点亮。
题目：基于AVR单片机的智能调节器的设计基于AVR单片机的智能调节器设计摘要随着现代化工业生产的自动化程度越来越高，对控制水平和控制精度的要求也越来越高。
为保证现代大规模工业生产能够安全、稳定、高效、连续运行，必须对生产过程中的各种重要参数进行自动控制与调节，这其中调节器扮演着重要角色。
本设计的主要目的是设计一台以A VR单片机为核心的智能调节器。
该调节器除了具有一般调节器的功能（PID调节、显示）外，还具有抗积分饱和、自诊断、报警和完善的通信等功能。
该智能调节器的核心是ATmega8单片机，还包括A/D转换、D/A转换、显示、键盘、报警、串行通信、PWM脉宽调制等模块。
采用增量式PID控制算法，能够满足大多数控制系统的控制要求，实现智能化控制。
软件部分利用源代码开放，具有丰富的软件资源，驱动丰富的C-51作为软件开发平台。
关键词：智能调节器；A VR单片机；PID控制The Design of Intelligent Regulator Based on SCM A VRAbstractWith the automation degree of modernization of industrial production is getting higher and higher, the control level and control precision's request is also getting higher and higher. In order to ensure a modern large-scale industrial production of safe, stable, efficient and continuous operation, the production process must be of a variety of important parameters of automatic control and regulation. Among these regulators play an important role.The main purpose of this design is to design a intelligent regulator,which use AVR single-chip microcomputer as the core. In addition to the regulator function of the general regulator (PID adjustment, display), but also with anti-saturation points, self-diagnosis, alarming and improve communication and other functions.The core of this intelligent regulator is ATmega8 microcontroller, also includes A /D conversion, D /A conversion, display circuit, keyboard, alarming,serial communication, PWM pulse-duration modulation. This intelligent regulator uses the increase type PID control algorithm, can satisfy mostly the digital control system's control request, realizes the intellectualized control. The software part uses C-51 as a software development platform,which source code is open and has a wealth of software resources.Key words: Intelligent Regulator; SCM A VR; PID control目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 智能调节器的现状及发展趋势 (1)1.2 课题提出的意义 (3)1.3 本设计的主要内容 (4)第二章总体方案设计 (5)2.1 智能调节器系统组成及其功能描述 (5)2.2 调节器的控制算法 (6)2.2.1 经典PID算法 (6)2.2.2 数字式PID算法 (7)第三章智能调节器的硬件设计 (12)3.1 单片机介绍 (12)3.1.1 单片机的选型 (12)3.1.2 单片机的特点与性能 (13)3.1.3 单片机的引脚功能 (14)3.2 A/D输入通道设计 (16)3.2.1 模/数转换器ADC概述 (16)3.2.2 ADC输入通道及参考电源的选择 (17)3.2.3 启动ADC转换及转换时序 (17)3.2.4 噪声抑制 (19)3.3 D/A输出通道设计 (20)3.3.1 D/A原理图 (21)3.3.2 TLC5615的特点 (21)3.3.3 TLC5615的引脚功能及内部结构 (21)3.3.4 TLC5615的操作时序 (23)3.4 V/I转换电路 (24)3.5 LED数码管及显示电路 (25)3.5.1 LED的引脚功能和连接方式 (25)3.5.2 LED显示器分类及特点 (25)3.5.3 LED显示方式 (26)3.6 按键电路设计 (28)3.7 通信接口电路设计 (29)3.8 PWM脉宽调制 (31)第四章智能调节器的软件设计 (33)4.1 主程序设计 (33)4.2 A/D转换程序设计 (34)4.3 增量式PID控制算法程序设计 (34)4.3.1 正、反作用问题 (35)4.3.2 饱和作用的抑制 (35)4.3.3 限位问题 (36)4.3.4 带死区的PID算式 (36)4.3.5 手动/自动跟踪及手动后援问题 (38)4.4 按键处理子程序设计 (38)4.5 LED显示程序设计 (39)4.7 系统调试 (40)结束语 (42)参考文献 (43)附录A 原理图 (45)附录B 源程序 (46)致谢 (55)第一章绪论1.1 智能调节器的现状及发展趋势[14]七十年代初，大规模集成电路技术取得突破，出现了成本低、性能好的微处理器，人们开始用多台微机代替一台工业控制机控制生产过程。
基于AVR单片机的变压器智能监测仪的研究与设计
的开题报告
一、选题背景和意义
电力变压器在电力系统中起着极其重要的作用，但变压器的故障频繁发生，严重影响了电网的安全稳定运行。
为此，研发一种变压器智能监测仪具有十分重要的意义。
本课题旨在研究和设计一种基于AVR单片机的变压器智能监测仪，通过对变压器的参数进行实时监测和分析，实现对变压器的故障早期预警，提高电网的安全稳定运行。
二、研究内容
1. 研究变压器的原理和常见故障
2. 设计基于AVR单片机的变压器智能监测仪的硬件电路和软件系统
3. 研究实时采集变压器的工作参数，如温度、电流、电压等信息
4. 分析和处理采集到的数据，通过建立数学模型实现对变压器的故障早期预警
5. 实现数据的存储和远程通信功能，使监测仪可远程控制和遥测
三、研究方法
1. 参考文献法：通过查阅相关专业书籍、期刊和相关网站，了解变压器监测技术、AVR单片机及相应程序设计等知识点，为本课题的设计提供理论基础。
2. 实验法：通过实验设备对设计方案的可行性进行验证，对实验数据进行分析和处理，并对设计方案进行不断的改进优化。
四、进度安排
1. 阶段一：调研与文献综述（已完成）
2. 阶段二：设计硬件电路与软件系统（正在进行中）
3. 阶段三：搭建实验平台，进行实验验证
4. 阶段四：数据处理和结果分析
5. 阶段五：撰写论文及其它相关文献。
五、预期成果
1. 完成变压器智能监测仪的设计，并实现硬件电路和软件系统的搭建。
2. 实现变压器的参数采集和监测，能够进行远程控制和遥测。
3. 实现对变压器故障的早期预警，提高电网的安全稳定运行。
