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                基于DSP控制器TMS320F2810+MAX471+74LS245实现直流电机测试系统中的设计方案

                2020-12-15
                类别:工业控制
                eye 146
                文永利电竞大咖章创建人 永利电竞官网

                原标题:基于DSP控制器TMS320F2810实现直流电机测试系统中的设计方案

                  作者:赵政春,陆绮荣,叶汉民

                  随着永利电竞工业的迅速永利电竞下载发展,对小型直流电机◆的需求量越来越大。这一类直流电机在出永利电竞客户端厂前往往需要对其电︼流和转速进行测试。具体⊙的方式是给电机提供多种占空比的PWM控制信号,在不同的占空比下分别测试电机的电流和转█速。传统的测试方法需采用多台通用仪器:用信号发生器提供电机所需的PWM信号,通过电阻采样电机的电流,并送电压表头显示,使用光电感应的方法测转速,通过示波器观察波形。目前在我国采用的大多是传统的测试方法,传统方法要求在永利电竞下载送彩金车间的每个生产线上设置◆多个检测点,每个测试点只能测永利电竞国际量一种占空比下PWM信号控制的电机电流♀和转速。因此,在每个测试点都要配备测试员和一套完整的测试仪,使得成本▃很高∴。而且永利电竞app下载地址在测试过程中,要完¤成一个电机的测试必须经过多个测试点,每个点测试时都要测试员插拔电机的接线,使得测试效率很低。因此,传统的测试方法严重制约了直流电机生产企永利电竞网址业的效率。针对这种∞状况『,设计了一种基于DSP控制器TMS320F2810的新型直流↘电机自动测试系统。该系统给电机提供各种占空比的PWM控制信号,通过DSP采样电机的电流信号和输出脉冲信号,计算出电机的电∑ 流和转速,并送到显示屏上显示,同时还通过CAN总线把数据送到上位机█保存和分析,并能通过上位机给各个控制接点发送指令永利电竞在线和数据。此系统可同时测试多个电机,在一个测试点上一次接线就能完成所有占空比下的电流和永利电竞棋牌下载转速的测试,大大提Ψ高了测试效率。

                  1.系统网络结永利电竞app下载地址构和TMS320F2810简介

                  系统结网络构如图1所示。该系统主要由上位计算机及监控软件、基于PCI总线的CAN智能网络通信适配器及与其相配套的设〖备驱动程序(WDM)、现场控制永利电竞代理的线节点单元和基于CAN现场总线其他功⊙能模块组成。

                  

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                  图1系统网络结构图

                  TMS320F2810是TI公司的永利电竞在线登录高集成高性能DSP,采用高性能静态CMOS技术,工作频率150MHz,低功耗和3.3V闪存编程永利电竞安卓版电压,支持边界JTAG扫描,高性能32位CPU能进行16x16和32x32MAC运算,16x16双MAC。片内存储器有多】达128Kx16闪存,128Kx16ROM,1Kx16OTPROM,L0和L1为2个4Kx16区块,每个为永利电竞的网站单存取RAM(SARAM),H0为8x16SARAM区块,M0和M1为1Kx162个区块,每个是SARAM,引导ROM为4Kx16外接接口能连接高达1M总存储器和可〒编等待状态,有看门狗计时器模块,三个外接中断和三ぷ个32位CPU计时器,最高采样率为12.5MSPS,自动排序器可以提供高达永利电竞下载16路的☆通道自动切换,也可以分成两个独立的8通道自动切换。F2810最多↑可提供16路PWM波形输出,支持SCI、SPI、MCBSP、eCAN等多种通信永利电竞大咖方式。多达56个单独编程√的复接GPIO输出引脚,有先进的仿真和调试特永利电竞在线网站性,工作温度从〓-40℃到85℃和从-40℃到125℃,F2810可用于要求严格的控制系统中[1][4]。

                  2.系统控制节点硬件组成

                  

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                  图2测试◤节点硬件结构图

                  2.1电机电流和输出脉冲永利电竞棋牌平台信号的采集调理电路

                  由于所检测的电机的电流会↘因型号不同而差别很大,范围在几十毫安到二、三安培。本系统中,采用了美卐国MAXIM公司的双向精密电流永利电竞场可靠吗传感放大器MAX471[2]。MAX471内置35mΩ的精■密传感电阻,可测量的电流范围是±3A,在工作温度永利电竞app下载地址范围内,其精度为2%,其响应▲时间、速度和漂移等指标均很理想,可以适应3A以内的各种规格直永利电竞在线平台流电机的电流测量。电流信↙号通过RS+和RS-输入到MAX471的采永利电竞平台样电阻RSENSE上,MAX471通过一个2kΩ的输出电阻将电流转换成0~3V的电压信永利电竞下载网址号,直接送到DSP的A/D转换器中。输出脉冲信号是从电机的I/O端直接输出⌒的一串方波信号,其频率和电机的转速成永利电竞棋牌客户端正比,用于检测电」机的转速。输出脉冲信号是电压信永利电竞竞猜官网号,经电阻分压转换到0~3V内,然后经过一个电压跟随器传送到F2810的A/D输入端。

                  2.2PWM输出信号驱动电路

                  F2810片内的事件管理◎器模块可以提供多达16路的PWM输出信号,最小的死区时间宽度是永利电竞国际一个CPU时钟周期,最小的PWM脉冲宽度和脉宽的增减量ξ 为一个CPU时钟周期,可以很方便地用来控制直流电机[5]。由于电机要求永利电竞代理的线的PWM控制信号的幅值是5~10V,因此从DSP输出的PWM信号还需经过一个高速开关管永利电竞登录平台反向器升压后@送至电机的PWM控制端。

                  2.3复位电路

                  系ω统的复位电路采用IMP708芯片,该芯片有上永利电竞在线投注电复位、看门狗和电源监控功能。在系统的程序由于外部干扰导致“跑飞”时,IMP708的々看门狗在一可选择的时间间隔内产生复位信号热启①动系统。IMP708具有电源监控功能,通过IMP708和DS1556的双重监控能︼够保证使系统可靠运行。

                  2.4键盘和液晶显示电路(LCD)

                  键盘采用标准的PS/2口▼的小数字键盘,用永利电竞真人平台来输入设置参数。键盘和DSP之间采用◆复杂♀可编永利电竞手机版程逻辑器件(CPLD)作译Ψ 码电路,将键盘的扫描码映射到DSP的I/O扩展地址0x8001。当有键按下时,CPLD发送一个中断≡信号到DSP,然后DSP从I/O扩展地址0x8001读取扫描永利电竞下注码。液晶显示模块▅(LCD)和DSP之间通过CPLD译码,将命令永利电竞下载控制I/O映射到地址0x8001,将数据控制〖I/O地址映射到0x8003和0x8004[6]。因为LCD是5V器件,所以其8位数据〇线不能和3.3V的DSP直接相连,需要在数据线上加电平隔离和转换芯片74LS245。

                  3.CAN通信协议设计

                  CAN遵从OSI层模型,按照OSI标准模型,CAN结构划分为两层:数据链路层和物理层,它们由CAN控制器的硬№件实现电平变换和帧的封装。CAN网络中包括∑ 4种不同永利电竞在线类型的帧。其中,数据帧将数据由发送器传至接收器;远程永利电竞棋牌平台帧由节点发送以请求具有相同ID标志符的数据↓帧;出错帧可由任何☆节点发送,以永利电竞下载平台控制总线错误;而超载帧用于提供先前和后续数▲据帧或远程帧之间的附加延时。另外,数据帧和远程帧以帧空间同先前帧隔开。在实际应用中,还需要建立自己的上层协议。在本系统设计♀中,采用简单实用的永利电竞公司“命令项加数据项”结构[3],其完整数据帧结永利电竞代理的线构如图3示。考虑到工在业控制中永利电竞官网版下载安装,功能一般★不多,因此命令项的长永利电竞注册网站度设定为1B(可描述128种命令)。而在本控制系统∏中,命令所需参数一般不会大于7B,故数据项长度直接设为7B。

                  

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                  图3数据帧结构

                  4.软件设计

                  系统的CAN应用节点部分采用的是BasicCAN程序,它包含∮初始化子程序、发送ぷ子程序、接收子程序三个部分。DSP软件编写采用的◤是TI公司的DSP集成开发环境CCS2000,它支≡持汇编语言和C语言编程。为了保证程序运行【效率,核心算法FFT程序和中断向量表程序永利电竞在线官网采用汇编语言编写,而其〓它程序都采用C语言编写,使本系统软件具有模块化、结构化、可移植性好和调试方便的特点。系统的软件执行过程是:首先是系统初永利电竞棋牌始化工作,即设置寄存器、配置GPIO、定时器、A/D转换器永利电竞在线登录和外部中断、启动A/D转换。然后检测GPIO有没有启动信号,检测到启动信号永利电竞最新版下载后,从另一个GPIO发出控制信号给直流电机加电。从A/D转换器里读取⊙电流信号数据,再通过求平均值得到电机的电永利电竞手机版网址流值;对输出脉冲信号的数据进行FFT变换,求出基波◇的频率,再根据电机的具体型号乘以一个系数得到电机的转速。最后把测试电流和转速送给LCD显示,启动CAN总线传输,把测试结果〒传输到上位PC机,以对ㄨ数据进行保存和分析。软件流程如永利电竞在线平台图4所示。

                  

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                  图4软件流程↑图

                  5.结束语

                  本系统采永利电竞平台用了以CAN总线@ 构建了自动化小型直流电机测试系统,设计中以DSP芯片F2810为核心的自动测试单元能利用DSP的多路模拟量输永利电竞注册网站入通道和多路PWM输出通道以及∏高速计算能力,同时实现对多个电机的准确、高效率的测『试。该系统在测试速度、性价比和可维护性永利电竞手机版等方面均有明显的优势。


                责任编辑:David

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