2．1 AT89C51控制单元
    AT89C51控制单元主要完成：1)通过键盘输入接口设置给定转速：2)液晶显示用于显示给定转速、电机启动转速和达到稳态转速；3)完成对双口RAM中存储数据的读取，并将读取的数据通过USB接口电路导入上位机或通过D／A转换电路输入到模拟设备。其中，液晶显示单元采用中文图形两用型液晶显示模块OCMJ4X8B-2；键盘输入采用矩阵式按键键盘，并通过单片机调用预设汉字，还可输入数字(用于设置转速)；双口模块用于存储TMS320LF2407A采集的变量波形数据。
2．2 TMS320LF2407A控制单元
    图3为TMS320LF2407A控制单元电路，主要包括光耦隔离、转速检测、电流检测和电压检测等电路。可实现过压保护、欠压保护、过流保护、转速控制等功能。其中，光耦隔离电路是由4片东芝公司的TLPl27及相应的限流电阻组成，实现TMS320LF2407A与IPM智能功率模块的电气隔离，并放大PWM信号。转速检测电路采用欧姆龙1024原旋转型线编码器E682-CWZ6C，编码器输出的脉冲经TMS320LF2407A内部4倍频后产生每转4 096个脉冲，保证转速精度。将采样得到的数据与给定数据相比较，调整DSP输出驱动脉冲的宽度，调节电机电压，进而调节电机转速。电流采样电路采用2片霍尔电流传感器CN61M／TBC25C04；一路将检测到的直流母线上瞬时电流值送入过流保护电路，当其值大于过电流值
时，相应过流保护电路动作产生保护信号，关断PWM信号输出：另一路检测流过电动机的电流，使电动机在调速的过程中保持该电流不变，从而保持输出转矩不变。该系统设计TMS320LF2407A采用ADCIN00和ADCIN012通道采集电流信号。直流母线的采样电压通过ADCIN02通道输入DSP，根据采样得到的数据，当电压超过设定的上下限时，DSP关断PWM脉冲的输出，从而实现过压和欠压保护功能。

3 系统软件设计
    该直流电机闭环调速控制系统的原理框图如图4所示。其中，给定速度由键盘输入接口电路输入AT89C5l单片机控制系统，速度PI调节、电流PI调节和转速反馈量的计算由TMS320LF2407A编程实现。测得的电机转速通过AT89C51控制系统输出到液晶显示单元上实时显示。

    AT89C5l系统设定电机给定转速和显示实际转速，其程序流程如图5(a)所示。上电后，首先从P1口读出由键盘输入的给定转速，并将该转速存储TMS320LF2407A的双口RAM中，同时，给定转速通过单片机P0口输出到液晶显示单元的驱动控制器SEDl520，由SEDl520驱动OCMJ4X8B-2显示转速，显示范围为0．9～999 r／min。当TFMS320LF2407A工作后，ATF89C51先判断有无键盘输入(即给定转速是否变化)；若变化，则将新的给定转速写入双口RAM并显示。否则，从双口RAM读出电机实际转速并显示。TMS320LF2407A上电后运行的主程序流程如图5(b)所示。首先完成初始状态的设定(包括对相关变量采样、数据存储等)，然后读出给定转速，并判断实际转速是否达到给定转速；若达到，则一直循环运行；若未达到，则进入中断处理子程序，调节电机转速，直到与给定转速相等为止。转速调节中断子程序流程如图5(c)所示。进入子程序后首先读出电流检测量，与给定电流进行比较，并对电流进行PI调节。然后读出实际转速并将该转速存储在双口RAM，判断该电流是否与给定转速相等，若相等则不进行速度PI调节，否则相反，进而改变PWM脉宽，退出中断子程序。

上一页  [1] [2] [3]