基于LPC2124的超聲波電機驅(qū)動控制系統(tǒng)

作者：時間：2011-05-04 來源：網(wǎng)絡

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1．3．2 溫度采集模塊
由于超聲波電機的諧振頻率除與電機結(jié)構(gòu)密切相關(guān)外，與電機工作環(huán)境也很相關(guān)，而溫度是其中非常重要的一個因素。因此本系統(tǒng)中加入了溫度傳感器，來檢測環(huán)境溫度，用于研究溫度因素對電機啟動的影響。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，測量溫度范圍為-55～125℃，LM75已經(jīng)把當前溫度轉(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)送命令去設置或初始化啟動。電路系統(tǒng)中將LM75芯片的A0～A2引腳接地，所以其從機地址為0X90，在LPC212A采用主模式I2C的數(shù)據(jù)接收模式時，LM75從機被讀的地址為0X91。LM75內(nèi)部有4個寄存器，這4個寄存器是通過I2C擴展地址進行訪問的，它們的擴展地址為0X00、0X01、0X02、0X03。溫度值的寄存器地址為0X00，這是一個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，連續(xù)讀出兩字節(jié)數(shù)據(jù)，而不用擔心LM75內(nèi)部自動增加子地址。其中D15位為0時表示正溫度，為1時表示負溫度。D14～D7為8位溫度值，最低有效位等于0．5℃。所以當溫度為正時，溫度T=(D14-D7)／2；當溫度為負時，需要對(D14～D7)取補碼，所以溫度T=(-(D14-D7)+1)／2。
1. 3. 3 轉(zhuǎn)速、位置檢測模塊
轉(zhuǎn)速和位置檢測電路如圖3所示。目前在超聲波電機轉(zhuǎn)速或位置方面的研究中，由于光電編碼器精度高等原因，所以采用對多的方法就是利用光電編碼器來檢測轉(zhuǎn)速或位置。但如果在震動劇烈等相對惡劣環(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)合安裝在電機轉(zhuǎn)子上的凹凸齒輪來檢測轉(zhuǎn)速或位置。ATS642LSH輸出的是電流信號，其在電機每轉(zhuǎn)過一個齒輪時，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100 Ω的電阻(圖3中R12)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。此時，高電平為1．4 V，低電平為0．7 V，與1 V的參考電壓比較，即可將電壓信號轉(zhuǎn)換為方波信號。將該方波信號連接到LPC2124，控制器就可以利用方波信號的頻率和個數(shù)，推算出電機的轉(zhuǎn)速和位置狀況。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162117.htm

2 PWM的控制
LPC2124的脈寬調(diào)制器建立在PWM專用的標準定時器之上，通過匹配寄存器及一些控制電路來實現(xiàn)PWM的輸出。脈寬調(diào)制器共有7個匹配寄存器，可實現(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。
由于不能同時產(chǎn)生四路依次相差90°的PWM信號，所以只輸出兩路方波信號，經(jīng)或非門反相產(chǎn)生另外兩路信號。通過PWM240UT函數(shù)(如下)設置LPC2124的PWM相關(guān)控制寄存器后，P31、P33(PWM2、PWM4)輸出兩路方波信號。

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)電機情況設定相應的值。本課題中，電機諧振頻率為33．67 kHz，設置的最低頻率f為30 kHz，δ為10Hz，頻率調(diào)節(jié)范圍為30 000～40 230 Hz。