基于LPC2148的步進電機調(diào)速和測速系統(tǒng)設計

步進電機的調(diào)速和測速系統(tǒng)一般都采用ARM作為控制器，外加分立的數(shù)字邏輯電路和模擬電路構成。該系統(tǒng)以LPC2148作為控制核心，合理選擇電動機的頻率控制和閉環(huán)反饋控制，實時檢測和調(diào)整電機的轉速，使系統(tǒng)既具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，又具有良好的動態(tài)性能。

1 系統(tǒng)的工作原理
該系統(tǒng)主要由基于LPC2148為核心的主控電路連接電機驅動電路、通信模塊電路(RS232)、測速電路(霍爾傳感器)、A／D轉換電路等其他電路組成，如圖l所示。圖2為ARM主控芯片。LPC2148為核心的主控電路負責頻率輸出，通過改變頻率的大小來控制電機的轉速，采集電路采集的數(shù)據(jù)可以通過RS-232接口電路與PC機實現(xiàn)通信。同時LPC2148模塊將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)偏差值進一步修正頻率控制信號的輸出。

2 硬件設計
2．1 調(diào)速模塊設計
該系統(tǒng)對步進電機進行調(diào)速通過調(diào)整頻率的方法。步進電機轉速=f×60／200x，其中x是細分倍數(shù)，細分驅動方式下，由于步距角小，步進電機的控制精度明顯提高，同時這種驅動方式又可有效抑制低速運行中產(chǎn)生的噪聲和振蕩現(xiàn)象。步進電機采用1．8°的二相四拍式，200個步進脈沖可以轉一圈。其步進動作時受ARM控制，電機專用驅動器L298對步進電機進行驅動，驅動電路如圖3所示。L298內(nèi)部包含4通道邏輯驅動電路，是一種二相和四相電機的專用驅動器。即內(nèi)含2個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅動46 V、2 A以下的電機。ARM主控制器是通過右端的控制口接入，而M1～M4這4個端口用于連接電機，通過右端輸入脈沖信號的變化對其控制。