基于LPC2124的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)
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1．3．2 溫度采集模塊
由于超聲波電機(jī)的諧振頻率除與電機(jī)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)外，與電機(jī)工作環(huán)境也很相關(guān)，而溫度是其中非常重要的一個(gè)因素。因此本系統(tǒng)中加入了溫度傳感器，來檢測(cè)環(huán)境溫度，用于研究溫度因素對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的影響。溫度傳感器芯片選用了LM75芯片，其中SDA和SDL與LPC2124的SDA和SDL相連，且需接上拉電阻。LM75是I2C接口的溫度傳感器，測(cè)量溫度范圍為-55～125℃，LM75已經(jīng)把當(dāng)前溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，LPC2124可以直接讀出使用。LM75上電后即可正常工作，無需發(fā)送命令去設(shè)置或初始化啟動(dòng)。電路系統(tǒng)中將LM75芯片的A0～A2引腳接地，所以其從機(jī)地址為0X90，在LPC212A采用主模式I2C的數(shù)據(jù)接收模式時(shí)，LM75從機(jī)被讀的地址為0X91。LM75內(nèi)部有4個(gè)寄存器，這4個(gè)寄存器是通過I2C擴(kuò)展地址進(jìn)行訪問的，它們的擴(kuò)展地址為0X00、0X01、0X02、0X03。溫度值的寄存器地址為0X00，這是一個(gè)16位的只讀寄存器，其溫度值只使用了D15～D7位表示，低7位數(shù)據(jù)無效。在讀溫度寄存器時(shí)，連續(xù)讀出兩字節(jié)數(shù)據(jù)，而不用擔(dān)心LM75內(nèi)部自動(dòng)增加子地址。其中D15位為0時(shí)表示正溫度，為1時(shí)表示負(fù)溫度。D14～D7為8位溫度值，最低有效位等于0．5℃。所以當(dāng)溫度為正時(shí)，溫度T=(D14-D7)／2；當(dāng)溫度為負(fù)時(shí)，需要對(duì)(D14～D7)取補(bǔ)碼，所以溫度T=(-(D14-D7)+1)／2。
1. 3. 3 轉(zhuǎn)速、位置檢測(cè)模塊
轉(zhuǎn)速和位置檢測(cè)電路如圖3所示。目前在超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速或位置方面的研究中，由于光電編碼器精度高等原因，所以采用對(duì)多的方法就是利用光電編碼器來檢測(cè)轉(zhuǎn)速或位置。但如果在震動(dòng)劇烈等相對(duì)惡劣環(huán)境下，光電編碼器一般就不可靠了，所以本文采用霍爾傳感器ATS642 LSH結(jié)合安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的凹凸齒輪來檢測(cè)轉(zhuǎn)速或位置。ATS642LSH輸出的是電流信號(hào)，其在電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒輪時(shí)，輸出的電流發(fā)生變化，輸出電流的典型值是高為14 mA，低為7 mA。利用一個(gè)100 Ω的電阻(圖3中R12)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。此時(shí)，高電平為1．4 V，低電平為0．7 V，與1 V的參考電壓比較，即可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)。將該方波信號(hào)連接到LPC2124，控制器就可以利用方波信號(hào)的頻率和個(gè)數(shù)，推算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置狀況。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162117.htm
2 PWM的控制
LPC2124的脈寬調(diào)制器建立在PWM專用的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器之上，通過匹配寄存器及一些控制電路來實(shí)現(xiàn)PWM的輸出。脈寬調(diào)制器共有7個(gè)匹配寄存器，可實(shí)現(xiàn)6路單邊沿控制PWM輸出或3路雙邊沿控制PWM輸出，或兩者的混合輸出。
由于不能同時(shí)產(chǎn)生四路依次相差90°的PWM信號(hào)，所以只輸出兩路方波信號(hào)，經(jīng)或非門反相產(chǎn)生另外兩路信號(hào)。通過PWM240UT函數(shù)(如下)設(shè)置LPC2124的PWM相關(guān)控制寄存器后，P31、P33(PWM2、PWM4)輸出兩路方波信號(hào)。
利用LPC2124內(nèi)置的10位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，調(diào)節(jié)微調(diào)電阻改變輸入的電壓值，來調(diào)節(jié)輸出的PWM頻率。由于是10位A／D，所以頻率線性調(diào)節(jié)范圍(f，f+1 023δ)，其中f為輸出的最低頻率，δ為調(diào)頻精度。f和δ根據(jù)電機(jī)情況設(shè)定相應(yīng)的值。本課題中，電機(jī)諧振頻率為33．67 kHz，設(shè)置的最低頻率f為30 kHz，δ為10Hz，頻率調(diào)節(jié)范圍為30 000～40 230 Hz。
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評(píng)論