實(shí)踐之基于ADI Blackfin ADSP 的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)

上午一直跟同學(xué)們討論關(guān)于直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題，下午終于實(shí)現(xiàn)了，寫(xiě)出來(lái)給大家分享一下。

主要用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)車庫(kù)的控制，以下為實(shí)現(xiàn)原理：

1、直流電動(dòng)機(jī)的PWM電路原理
晶體管的導(dǎo)通時(shí)間也被稱為導(dǎo)通角а，若改變調(diào)制晶體管的開(kāi)與關(guān)的時(shí)間，也就是說(shuō)通過(guò)改變導(dǎo)通角а的大小，如下圖所示，來(lái)改變加在負(fù)載上的平均電壓的大小，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的變速控制，稱為脈寬調(diào)制(PWM)變速控制。在PWM變速控制中，系統(tǒng)采用直流源，放大器的頻率是固定，變速控制通過(guò)調(diào)節(jié)脈寬來(lái)實(shí)現(xiàn)。構(gòu)成PWM的功率轉(zhuǎn)換電路或者采用H橋式驅(qū)動(dòng)，或者采用T式驅(qū)動(dòng)。由于T式電路要求雙電源供電，而且功率晶體管承受的反向電壓為電源電壓的兩倍。因此只適用于小功率低電壓的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。而H橋式驅(qū)動(dòng)電路只需一個(gè)電源，功率晶體管的耐壓相對(duì)要求也低些，所以應(yīng)用得較廣泛，尤其用在耐高壓的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。

脈寬調(diào)制(PWM)變速原理圖

2、直流電動(dòng)機(jī)的PWM等效電路
如下圖所示：是一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的PWM控制電路的等效電路。在這個(gè)等效電路中，傳送到負(fù)載(電動(dòng)機(jī))上的功率值決定于開(kāi)關(guān)頻率、導(dǎo)通角度及負(fù)載電感的大小。開(kāi)關(guān)頻率的大小主要和所用功率器件的種類有關(guān)，對(duì)于雙極結(jié)型晶體管(GTR)，一般為lkHz
至5kHz，小功率時(shí)(100W，5A以下)可以取高些，這決定于晶體管的特性。對(duì)于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，一般為5kHz至l2kHz；對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，頻率可高達(dá)2OkHz。另外，開(kāi)關(guān)頻率還和電動(dòng)機(jī)電感有關(guān)，電感小的應(yīng)該取得高些。

驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)：

ucLinux 下的直流電機(jī)程序包括模塊驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序兩部分。Module 驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)了以
下方法：
static struct file_operations Blackfin_dcm_fops = {
owner: THIS_MODULE,
open:Blackfin_dcm_open,
ioctl:Blackfin_dcm_ioctl,
release: Blackfin_dcm_release,
};
開(kāi)啟設(shè)備時(shí)，配置 IO 口為定時(shí)器工作方式：
({ GPBCON =~ 0xf; GPBCON |= 0xa; })
配置定時(shí)器的各控制寄存器：
({ TCFG0 = ~(0x00ff0000);
TCFG0 |= (DCM_TCFG0);
TCFG1 = ~(0xf);
TCNTB0 = DCM_TCNTB0; /* less than 10ms */
TCMPB0 = DCM_TCNTB0/2;
TCON =~(0xf);
TCON |= (0x2);
TCON =~(0xf);

TCON |= (0x19); })
在Blackfin_dcm_ioctl中提供調(diào)速功能接口：
case DCM_IOCTRL_SETPWM:
return dcm_setpwm((int)arg);
應(yīng)用程序dcm_main.c中調(diào)用：
ioctl(dcm_fd, DCM_IOCTRL_SETPWM, (setpwm * factor));
從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)速度的調(diào)整。