基于DSP直流電機(jī)控制

1、DSP在電氣工程中的應(yīng)用基于DSP勺直流電機(jī)控制班級(jí)：電氣0904姓名：邢志兵學(xué)號(hào)：學(xué)905010992012年10月摘要直流電機(jī)由于其優(yōu)越的性能被廣泛的加以應(yīng)用。而隨著新材料的新工藝的發(fā)展直流電機(jī)的控制也不斷得到完善?，F(xiàn)在在電機(jī)控制領(lǐng)域得到DSP的大力支持，取得了巨大的成就。本設(shè)計(jì)采用美國TI公司專門為電機(jī)數(shù)字化控制設(shè)計(jì)的16位定點(diǎn)DSP空制器TMS320LF240祚為微控制器。該芯片集DSP信號(hào)高速處理能力及適用于電機(jī)控制優(yōu)化的外圍電路于一體，可以為高性能傳動(dòng)控制技術(shù)提供可靠高效的信號(hào)處理與控制硬件。電機(jī)的控制系統(tǒng)是由檢測(cè)裝置、主控制器、功率驅(qū)動(dòng)器以及上位機(jī)組成，其中DSPS制器是電機(jī)控制

2、系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，負(fù)責(zé)對(duì)電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行處理并輸出控制信號(hào)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。論文首先論述了直流電機(jī)的基本工作原理，組成環(huán)節(jié)，運(yùn)行特性及其分類。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求，選用DSP240乍為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制芯片。根據(jù)直流電機(jī)的特點(diǎn)和DSP5片的功能，提出了基于DSP的直流電機(jī)控制方案。然后根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求對(duì)控制系統(tǒng)的軟件和硬件做了詳細(xì)的論述。關(guān)鍵詞：直流電機(jī)，單片機(jī),數(shù)字信號(hào)處理（DSP）一、概述課題研究目的及意義：長期以來，直流電機(jī)一直占據(jù)著速度控制和位置控制的統(tǒng)治地位。由于它具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，高質(zhì)高效的平滑運(yùn)轉(zhuǎn)的特性，盡管近年來不斷受到其它電動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)，但到目前為止，就其性

3、能來說仍無其它電動(dòng)機(jī)可比。在控制系統(tǒng)的構(gòu)成上，本課題對(duì)硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，而這個(gè)硬件系統(tǒng)具有一定的通用性，也即可以將它作為一個(gè)硬件平臺(tái)，在其它過程控制中應(yīng)用。另外，由DSP的特點(diǎn)量身訂做，可以在其它的控制系統(tǒng)中根據(jù)不同的要求進(jìn)行外圍電路的設(shè)計(jì)，進(jìn)而來構(gòu)成硬件系統(tǒng)，這樣既便于設(shè)計(jì)思想的物化，又使得設(shè)計(jì)系統(tǒng)更加緊湊，不浪費(fèi)資源。本直流電機(jī)控制系統(tǒng)采用經(jīng)典的數(shù)字增量式PID控制算法，在本文中對(duì)數(shù)字增量式PID控制的理論、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。課題研究現(xiàn)狀：近些年來，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的應(yīng)用技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。除了人們己經(jīng)熟悉

4、的普通電機(jī)外，許多不同用途的特種電機(jī)也不斷問世，如廣泛應(yīng)用于辦公設(shè)備的無刷直流電機(jī)和高精度的步進(jìn)電機(jī)、用于照相機(jī)的超聲波電機(jī)、用于心臟血液循環(huán)系統(tǒng)的微型電機(jī)等等。另一方面，由于應(yīng)用了電力電子技術(shù)，電機(jī)的控制技術(shù)變得更加靈活，效率也更高，如變頻器控制的異步電機(jī)及伺服系統(tǒng)即是典型的例子。在實(shí)際中，電機(jī)應(yīng)用已由過去簡單的起?？刂?、提供動(dòng)力為目的應(yīng)用，上升到對(duì)其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行精確的控制，使被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合預(yù)想的要求。例如在工業(yè)自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化和家庭住宅自動(dòng)化方面使用大量的電機(jī)，幾乎都采用功率器件進(jìn)行控制，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這種新型控制技術(shù)己經(jīng)不是傳統(tǒng)的“電

5、機(jī)控制”或“電氣傳動(dòng)”而是“運(yùn)動(dòng)控制”。運(yùn)動(dòng)控制使被控機(jī)械實(shí)現(xiàn)精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制，以及這些被控機(jī)械量的綜合控制。因此現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)離不開功率器件和電機(jī)控制器的發(fā)展。電機(jī)的控制器經(jīng)歷了從模擬控制器到數(shù)字控制器的發(fā)展。由于模擬器件的一些參數(shù)受外界因素影響較大，并且它的精度也差。所有這些都使得模擬控制器的可重復(fù)性比較差，控制效果不理想，因此調(diào)速電機(jī)的控制器逐漸朝數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字控制器與模擬控制器相比較，具有可靠性高、參數(shù)調(diào)整方便、更改控制策略靈活、控制精度高、對(duì)環(huán)境因素不敏感等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)有的工業(yè)電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制和家電領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)控制產(chǎn)品需求的增加用戶也不斷提

6、高對(duì)電機(jī)控制技術(shù)的要求5?？偸窍Ｍ茉隍?qū)動(dòng)系統(tǒng)中集成更多的功能，達(dá)到更高的性能。許多設(shè)備試圖使用8位或是準(zhǔn)16位的微處理器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制，然而它們的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和計(jì)算功能都阻礙了這一要求的實(shí)現(xiàn)。例如，在很多領(lǐng)域（如工業(yè)、家電和汽車），用戶希望使用效率高且去掉霍爾效應(yīng)傳感器的電機(jī)。這種電機(jī)的控制可以通過使用先進(jìn)的電機(jī)控制理論、采用高效的控制算法來實(shí)現(xiàn)。但是這可能超出上述微處理器的計(jì)算能力。使用高性能的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP來解決電機(jī)控制器不斷增加的計(jì)算量和速度需求是目前較為普遍的做法。將一系列外圍設(shè)備如模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、脈寬調(diào)制發(fā)生器（PWM和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP集成在一起，就獲得一個(gè)

7、既功能強(qiáng)大又非常經(jīng)濟(jì)的電機(jī)控制專用的DSP芯片。近年來，各種集成化的一單片DSP的性能得到很大的改善，軟件和開發(fā)工具越來越多，越來越好，價(jià)格卻大幅度降低。低端產(chǎn)品的價(jià)格已接近單片機(jī)的價(jià)格水平，但卻比單片機(jī)具有更高的性能價(jià)格比。越來越多的單片機(jī)用戶開始選用DS喘件來提高產(chǎn)品性能，DS端件取代高檔單片機(jī)的時(shí)機(jī)己成熟。課題研究的內(nèi)容以及方法介紹：本文主要研究基于DSP的直流電機(jī)控制系統(tǒng)，通過控制算法和調(diào)速方法的分析，利用電機(jī)調(diào)速、DSPK片控制、上位機(jī)通信、按鍵模塊等的基本原理及相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度控制。整個(gè)系統(tǒng)的基本思想就是利用DSP內(nèi)部資源產(chǎn)生可控制的脈沖控制整流電壓，改變串入主回路中的直

8、流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。研究內(nèi)容包括如下：（1）電機(jī)控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的分析；（2）控制算法與調(diào)速方法的分析與設(shè)計(jì)；（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源模塊、按鍵模塊、測(cè)速、顯示模塊的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；（4）系統(tǒng)主程序、按鍵掃描、控制算法、測(cè)速、電機(jī)速度控制等程序的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；（5）電機(jī)控制系統(tǒng)整機(jī)測(cè)試與實(shí)現(xiàn);二、直流電機(jī)原理直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，電流通過轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖?，因此此時(shí)轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改變，產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變，所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)由直流電動(dòng)機(jī)和

9、發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。定子(1)主磁極圖1.11換向器2電刷裝置3機(jī)座4主磁極5換向極6一端蓋7風(fēng)扇8電樞繞組9一電樞鐵心主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成。鐵心一般用0.5mm-1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓挪緊而成，分為極身和極靴兩部分，

10、上面套勵(lì)磁繞組的部分稱為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴，極靴寬于極身，既可以調(diào)整氣隙中磁場(chǎng)的分布，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上。(2)換向極換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成，如8.6所示。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，圖8.5主磁極的結(jié)構(gòu)換向極的數(shù)目與主磁極相等。(3)機(jī)座電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座，見圖8.4中的3。機(jī)座的作用有兩個(gè)：一是用來固定主磁極、換向極和端蓋，并起整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用；1主磁極2勵(lì)磁繞組3一

11、機(jī)座二是機(jī)座本身也是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間磁的通路，磁通通過的部分稱為磁軻。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。(4)電刷裝置電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的，如圖8.7所示。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定。圖1.6換向極圖1.7電刷裝置1一刷握2電刷3壓緊彈簧4一刷辮1一換向極鐵心2一換向極繞組轉(zhuǎn)子(電樞)(1)電樞鐵心電樞鐵心是主磁路

12、的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成(沖片的形狀如圖8.8(a)所示)，以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架o鐵心的外圓開有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。(2)電樞繞組電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件，所以叫電樞。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規(guī)律連接而成，線圈采用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成，不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定，如圖8.9所

13、示。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。(3)換向器在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣，換向圖8.9電樞槽的結(jié)構(gòu)片的緊固通常如圖8.10所示，換向片的下部做成鴿1槽楔2一線圈絕緣3電樞導(dǎo)體尾形，兩端用鋼制V形套筒和V形云母環(huán)固定，再用4一層間絕緣5槽絕緣6槽底絕緣螺母鎖緊。4)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。圖8.

14、10換向器結(jié)構(gòu)1換向片2連接部分圖8.11單疊繞組元件1首端2末端3一元件邊4一端接部分5一換向片三、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式.他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電的直流電機(jī)稱為他勵(lì)直流電機(jī)，接線如圖（a）所示。圖中M表示電動(dòng)機(jī)，若為發(fā)電機(jī)，則用G表示。永磁直流電機(jī)也可看作他勵(lì)或自激直流電機(jī)，一般直接稱作勵(lì)磁方式為永磁。.并勵(lì)直流電機(jī)并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，接線如圖（b）所示。作為并勵(lì)發(fā)電機(jī)來說，是電機(jī)本身發(fā)出來的端電壓為勵(lì)磁繞組供電；作為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)來說，勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同。.申勵(lì)直流電機(jī)申勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞

15、組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，接線如圖（c）所示。這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。.復(fù)勵(lì)直流電機(jī)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有并勵(lì)和申勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，接線如圖（d）所示。若申勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)方向相同稱為積復(fù)勵(lì)。若兩個(gè)磁通勢(shì)方向相反，則稱為差復(fù)勵(lì)。不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)和串勵(lì)，其它勵(lì)磁方式，在電子工業(yè)的不斷完善下將逐漸被淘汰，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式有他勵(lì)、并勵(lì)和復(fù)勵(lì)方式。四、基于DSP直流電機(jī)控制方法4.1.1DSP芯片選擇直流電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)一般采用電機(jī)專用微處理器，其種類主要包括復(fù)雜指令集CISC處理器如工NTEL1

16、96M源列單片微控制器，精簡指令集RISC如日立公司SH704x系列單片微控制器，哈佛結(jié)構(gòu)DSP處理器如TI公司T145320F24X系列DSP一般用于直流電機(jī)控制的徽處理器性能要滿足以下幾個(gè)方面：1）指令執(zhí)行速度；2）片上程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量及程序存儲(chǔ)器的類型；3）乘除法、積和運(yùn)算和坐標(biāo)變換、向量計(jì)算等控制計(jì)算功能；4）中斷功能和中斷通道的數(shù)目；5）用于PWW成硬件單元和可實(shí)現(xiàn)的調(diào)制范圍以及死區(qū)調(diào)節(jié)單元；6）用于輸入模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；7）價(jià)格及開發(fā)環(huán)境。DSP-般采用哈佛或者改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，程序空間和數(shù)據(jù)空間分離，程序的數(shù)據(jù)總線和地址總線分離，數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線和地址總線分離。這種

17、結(jié)構(gòu)允許同時(shí)訪問程序指令和數(shù)據(jù)，在同一機(jī)器周期里完成讀和寫，并行支持在單機(jī)器時(shí)鐘內(nèi)同時(shí)執(zhí)行算術(shù)、邏輯和位處理操作，極大地提高了執(zhí)行速度，并且電機(jī)控制專用DSP具備豐富的設(shè)備和接口資源。TI公司的TMS32朦列DSP5片是目前最有影響、最為成功的數(shù)字信號(hào)處理器，其產(chǎn)品銷量一直處于國際領(lǐng)先地位，是公認(rèn)的世界DSF#主。本論文選擇了TI公司的TMS320LF2407DSP為直流電機(jī)控制系統(tǒng)的微處理器。4.1.2直流電機(jī)控制程序框圖4.1.3直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理如圖示，當(dāng)接通A組開關(guān)，電機(jī)正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)），當(dāng)接通B組開關(guān)，電機(jī)反轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)）。VccAB=10.T1門處止TZT4號(hào)通電機(jī)加速運(yùn)行隈轉(zhuǎn)）4.1

18、.3DSP控制直流電機(jī)接線圖TMS320VC 54021儂地繪0l007li00001h:1SSi(mm：正同例0200也反向 g直流電機(jī)接口D9D8直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)DS戶控制直流電機(jī)的接線圖:五、硬件電路設(shè)計(jì)電源電路的設(shè)計(jì)TMS320LF240不用高性能靜態(tài)CMOS供電電壓為低電壓+3.3V,而系統(tǒng)中還有其他一些TTL芯片，需要+5V電壓，為此，系統(tǒng)為一個(gè)多電源的系統(tǒng)。電源轉(zhuǎn)換電路的功能是用來產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的3.3V直流電源，提供給TMS320LF2407以及整個(gè)數(shù)字電路工作10。U1J1POWER* i1B OUTn oureT SEFBGXD RESET亍一1+ p C1S_旦坐下1下U1加T

19、PS7333電源電路電源插孔J1標(biāo)識(shí)為內(nèi)正外負(fù)，+5V穩(wěn)壓直流電源輸入。TPS7333電源轉(zhuǎn)換芯片作為5V轉(zhuǎn)3.3V的高性能穩(wěn)壓芯片。并可提供上電復(fù)位信號(hào)，該信號(hào)接到DSP的復(fù)位引腳上。7333輸出后的10uF和0.1uF的電容起穩(wěn)壓作用，得到穩(wěn)定的3.3V電壓。電流采集-15VL_C1C2 C3 =C4 C5lOOuFQ.luF OJuF 0,luFOJuF濾波電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路本設(shè)計(jì)的功率驅(qū)動(dòng)電路采用的是基于雙極型H橋型脈寬調(diào)制方式（PWM的集成電路L298N14。L298N是SG%司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含二個(gè)H橋的高電壓大電流橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46伏、2安培以下的電機(jī)

20、，工作溫度范圍從零下25到130。表3-1是其使能引腳，輸入引腳和輸出引腳之間的邏輯關(guān)系。EnA是控制使能端，控制OUT儕口OUT比間電機(jī)的停轉(zhuǎn)，IN1、IN2腳接入控制電平，控制OUT便口OUT2間電機(jī)的轉(zhuǎn)向。當(dāng)使能端EnA為高，IN1為高電平IN2為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之電機(jī)則反轉(zhuǎn)。當(dāng)IN1和IN2電平相同時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)L298N功能邏輯表EnAIN1IN2電機(jī)轉(zhuǎn)向HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2同IN1停止LXX停止圖中的EnA(PWM輸入對(duì)應(yīng)LF2407上的IOPA6弓I腳，IN1和IN2分別對(duì)應(yīng)LF2407上的IOPF3和IOPF4弓|腳。接口電路如圖3-3所示。圖中二極管的作用是消除

21、電機(jī)的反向電動(dòng)勢(shì)，保護(hù)電路，因此采用整流二極管比較合適。需要注意的是，三個(gè)引腳信號(hào)都應(yīng)通過光電隔離的變換后再作用于L298N,目的是為了防止因電機(jī)啟動(dòng)停止瞬間產(chǎn)生的尖峰脈沖對(duì)主控制器的影響。本設(shè)計(jì)中的光電隔離采用的是高速光耦6N137,信號(hào)經(jīng)過6N137的隔離后不改變邏輯狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)要求正轉(zhuǎn)時(shí)，IOPF3給出高電平信號(hào)，IOPF4給出低電平信號(hào)，此時(shí)IOPA6的邏輯信號(hào)就決定了電機(jī)正轉(zhuǎn)的速度，也就是說DSP產(chǎn)生的PWM1號(hào)的占空比決定了電機(jī)兩端電樞電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。同樣，當(dāng)電機(jī)要求反轉(zhuǎn)時(shí)，IOPF3給出低電平信號(hào)，IOPF4給出高電平信號(hào)。*5V H2VC5lOOriF 01rFs

22、19r1031 11123136J I-1581616c液晶Heaki 8X2A1OFA3 5A4 TPA5 rojco WTTI(?PC2 ICTC3 I 口 FE I(?PC5 IOPC6 MpeGNDDSP對(duì)系統(tǒng)各模塊的資源的分配模塊名稱地址（I/O空間）硬件中斷交通燈模塊0 x5008h數(shù)碼管顯示模塊0 xB000h鍵盤模塊掃描入口地址0 xA008hINT2步進(jìn)電機(jī)模塊0 x1008h直流電機(jī)模塊0 xB007h觸發(fā)開關(guān)（紅色按紐）INT-KEYINT0串行通信模塊DSP地址線A4A5A6INT116C550地址線A0A1A2液晶顯示模塊片選10 x600 xh寫數(shù)據(jù)0 x6009h

23、讀狀態(tài)0 x600ah寫命令0 x6008h液晶顯示模塊片選20 x700 xh寫數(shù)據(jù)0 x7009h讀狀態(tài)0 x700ah寫命令0 x7008h六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及論證直流電機(jī)具有良好的機(jī)械特性，能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速、制動(dòng)、起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)等共呢，目前在各大領(lǐng)域中占據(jù)主要地位。隨著自動(dòng)控制水平的不斷提高，采用新的控制方法，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，功能更加完善。與此同時(shí)，DSP技術(shù)的不斷發(fā)展為電機(jī)控制提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。本文采用TI公司推出的TMS320LF2407片作為直流電機(jī)控制系統(tǒng)的控制核心,依據(jù)該芯片特點(diǎn)調(diào)速原理，搭建了基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)測(cè)速、調(diào)速、顯示等功能。由于整個(gè)電機(jī)控制所需的各種功能都是由DSP來實(shí)現(xiàn)的，因此，大幅度地減小了目標(biāo)系統(tǒng)的體積，減少了外部元器件的個(gè)數(shù)，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，功能更強(qiáng)，可靠性更高。本系統(tǒng)主要完成以下成果：（1）在DSP件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，完成了電機(jī)控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和顯示電路的硬件設(shè)計(jì)（2）完成了基于速度控制的閉環(huán)系統(tǒng)的