基于網(wǎng)絡化技術的電機控制系統(tǒng)設計

摘要：設計了基于網(wǎng)絡化技術的電機控制與測量系統(tǒng)方案。給出系統(tǒng)硬件組成，實現(xiàn)6路PWM控制通道，5路電機速度檢測通道，并通過SPl接口與NETCON控制器完成通信。解決了對電機控制系統(tǒng)多路電機中任一路電機的轉速與相位的實時監(jiān)控，實現(xiàn)了單片機與ARM系列處理器之間的通信。此電機控制系統(tǒng)與嵌入式網(wǎng)絡化控制器組合于一體能夠完成對水箱、數(shù)控機床、機械手等模型的控制。
關鍵詞：網(wǎng)絡；電機；ATlmegal28；SPI

將先進的計算技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用以及與Intemet技術相結合己經(jīng)成為未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。這里以A19lRM9200微處理器為CPU，ATmegal28系列單片機，8 MB的Flash和32 MB的SDRAM存儲器，擴展了以太網(wǎng)接口、串行接口等外圍通信設備以及輸入輸出接口，根據(jù)處理器和其他接口芯片的要求設計了外圍硬件電路及軟件。實現(xiàn)了用電機控制系統(tǒng)實時監(jiān)控多路電機的狀態(tài)，并且可以控制任一路電機的轉速與相位，解決了單片機與ARM系列處理器之間的通信。

1 系統(tǒng)硬件設計
1．1 主機硬件系統(tǒng)結構
主機硬件系統(tǒng)結構如圖1所示。

1)電源電路 AT9lRM9200需要1．8 V和3．3 V電源，另外，大部分外圍器件需要3．3 V電源，小部分外圍器件還需要5 V電源。此處選用了Sipex公司生產(chǎn)的SPXlll7M3-3．3型低壓差(LDO)穩(wěn)壓器和SPXlll7M3-1．8型低壓差(LDO)穩(wěn)壓器進行DC-DC變換后為各個器件提供工作電壓。
2)晶振電路 如圖2所示，晶體振蕩電路用于向AT91RM9200和其他需要時鐘的外設電路提供工作時鐘。本系統(tǒng)使用無源晶體振蕩器X1(18. 432 MHz)和X2(32．768 kHz)作為系統(tǒng)的主振蕩器和慢時鐘振蕩器，其中32．768 kHz晶振為系統(tǒng)提供慢時鐘，18 MHz晶振通過倍頻為系統(tǒng)提供180 MHz的主機時鐘。

3)AT91RM9200處理器 ATglRM9200是Atmel公司基于ARM920T核的高性能、低功耗16／32位RISC微處理器，其最高主頻為180 MHz，其雙向、32位外部數(shù)據(jù)總線支持8、16、32位數(shù)據(jù)寬度，26位地址總線可以對最大64 MB空間尋址。是系統(tǒng)的工作和控制中心。
4)存儲器 存儲器模塊包括Flash存儲器和SRAM存儲器2部分。Flash存儲器用于存放引導程序、嵌入式操作系統(tǒng)、用戶應用程序及重要的數(shù)據(jù)等，即使掉電程序和數(shù)據(jù)都不會丟失。設計中采用Intel公司生產(chǎn)的28F640J3A，其存儲容量為64 Mb(8 MB)，工作電壓為2．7～3．6 V，采用48引腳TSOP封裝，16位數(shù)據(jù)寬度。