一種集成CAN總線的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置

數(shù)字信號(hào)控制器dsPIC30F60IOA上電復(fù)位后首先調(diào)用初始化模塊，完成控制器通用I／O口的設(shè)置、內(nèi)部高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電機(jī)專用PWM控制器和CAN總線控制器的初始化任務(wù)，然后進(jìn)入主循環(huán)程序。在主循環(huán)程序中第一步先調(diào)用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，讀入圖1中SPD電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；第二步調(diào)用CAN總線通訊模塊。接收上位節(jié)點(diǎn)的控制命令，并產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)；第三步先檢查電機(jī)使能信號(hào)CMD，如果該信號(hào)為有效則使能PWM驅(qū)動(dòng)脈沖模塊以產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)PWM1H／PWM1L～PWM4H／PWM4L，否則就禁止PWM驅(qū)動(dòng)脈沖模塊；第四步調(diào)用電機(jī)相電流測(cè)量模塊，dsPIC30F6010A內(nèi)部的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀入圖1中IMOTOR1和IMOTOR2電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)相電流數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)相電流的精確閉環(huán)控制。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本文提出的集成CAN總線的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)方案，分別設(shè)計(jì)了dsPIC30F6010A主控通訊電路板和PWM驅(qū)動(dòng)放大電路板。該裝置的最高驅(qū)動(dòng)電壓為80 V，適用于多種類型的步進(jìn)電機(jī)和控制軟件算法，PWM驅(qū)動(dòng)脈沖的工作頻率設(shè)計(jì)為40 kHz，以實(shí)現(xiàn)盡可能短的反應(yīng)時(shí)間。集成的CAN總線接口實(shí)現(xiàn)了2．0B標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議報(bào)文的收發(fā)功能，完成了與上位計(jì)算機(jī)的通訊任務(wù)。實(shí)現(xiàn)的集成CAN總線的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其通訊波形如圖6所示，圖6(a)和圖6(b)分別是實(shí)驗(yàn)電路板及CAN總線通訊波形。

5 結(jié)論
基于dsPIC30F6010A高性能數(shù)字信號(hào)控制器，本文提出的集成CAN總線的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了CAN總線通訊電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路一體化設(shè)計(jì)，具有系統(tǒng)集成度高和編程靈活的特點(diǎn)，不僅可對(duì)多種類型步進(jìn)電機(jī)的相電流實(shí)現(xiàn)精確閉環(huán)控制，而且以嵌入式微控制器技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)了從獨(dú)立的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器到具有CAN總線通訊能力的智能控制單元的技術(shù)升級(jí)。嵌入式CAN總線接口技術(shù)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)是當(dāng)前汽車電子和自動(dòng)化控制領(lǐng)域里的共性技術(shù)，具有CAN總線接口的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以直接接入分布式CAN總線網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)裝置成為了CAN總線中的智能節(jié)點(diǎn)，可實(shí)時(shí)接收上位節(jié)點(diǎn)的控制指令，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。