基于GP32的直流電機(jī)控制器測(cè)試系統(tǒng)

2.2 A/D 轉(zhuǎn)換電路

模擬量采集是測(cè)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，本系統(tǒng)采用2 片TLC2543，第I 片用于模 擬量輸入，負(fù)責(zé)采集各傳感器的值，第II 片用于采集各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。圖3 給出了利用SPI 及MCU 的PTC 口的PTCO-PTC 1 擴(kuò)展兩片TLC2543 的電路原理圖。其中第I 片TLC2543 的片選接MCU 的PTCO、第II 片TLC2543 的片選接MCU 的PTC l。每片TLC2543 可接 11 路模擬量輸入，這樣本系統(tǒng)中的A/D 轉(zhuǎn)換電路可外接22 路模擬量。當(dāng)有更多路數(shù)模擬量 需要輸入時(shí)，可以按此方法繼續(xù)擴(kuò)展。該電路適用于模擬量路數(shù)較多、且對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是 太高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

由于 TLC2543 對(duì)采樣的模擬數(shù)據(jù)的分辨率為12 位，包括TLC2543 及其他IC 的電源端 必須用一個(gè)0.1 uF 的陶瓷電容連接到地，用作去耦電容。在噪聲影響較大的環(huán)境中，也可以在0.1 uF 的陶瓷電容端再并聯(lián)一個(gè)lOuF 的鈕電容，以減小噪聲對(duì)器件的影響，其電路設(shè)計(jì)圖如圖3 所示。

圖3 基于SPI 的A/D 轉(zhuǎn)換擴(kuò)展電路

2.3 電源轉(zhuǎn)換電路

本系統(tǒng)是 24V 直流電壓供電，而MC68HC908GP32 是5V 供電，使用的光電編碼器需 12V 工作電壓，所以需要設(shè)計(jì)將24V 轉(zhuǎn)換為5V 和12V 的電壓轉(zhuǎn)換電路。系統(tǒng)使用的是 LM2575 系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路，LM2575 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的1A 集成穩(wěn)壓電路， 其原理圖如圖4 所示。

3.電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能細(xì)分，一方面可提高軟件的移植性和升級(jí)性，另 一方面增強(qiáng)軟件的易測(cè)試性。軟件的總體架構(gòu)包括二部分:主程序、相關(guān)子程序和輔助文件， 全部采用08C 語(yǔ)言編程。軟件結(jié)構(gòu)是以主程序?yàn)橹?，通過(guò)函數(shù)調(diào)用和全局變量與子程序進(jìn)行參數(shù)傳遞。主控MCU 方軟件主程序是一個(gè)死循環(huán)結(jié)構(gòu)，MCU 方軟件主程序的流程圖見(jiàn)前面章節(jié)中的圖5，每一次控制過(guò)程的銜接通過(guò)定時(shí)器中斷來(lái)完成。子程序包括了芯片初始 化程序、A/D 轉(zhuǎn)換程序、輸入捕捉程序、PWM 輸出程序、串行通信程序、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)程序和中斷處理程序。

3.1 芯片初始化子程序

芯片初始化子程序_C08Setup.c 主要是完成內(nèi)部總線頻率Fbus 的設(shè)置、I/O 口初始化、 串行口初始化、A/D 轉(zhuǎn)換初始化、中斷控制和狀態(tài)寄存器初始化、定時(shí)器初始化的工作。由于MC68HC908GP32 外部晶振f=32.768kHz ， 則系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)部總線時(shí)鐘頻率為 fbus=2.4576MHz。程序首先設(shè)置CONFIG2=Ob00000001，CONFIGI=Ob00111101 接下來(lái)進(jìn) 行PLL 的編程，過(guò)程如下:

① 禁止 PLL:清零PLL 控制寄存器PCTL

② 將 P, E 寫(xiě)入PCTL

③ 將 N 寫(xiě)入PMSH, PMSL

④ 將 L 寫(xiě)入PVRS

⑤ 將 R 寫(xiě)入PRDS

⑥ 置 PCTL.PLLON=1,啟動(dòng)PLL 電路并激活VCO 時(shí)鐘CGMVCLK

⑦ 置 PBWC. AUTO=1 (即:自動(dòng)帶寬控制位)，自動(dòng)方式

⑧ 置 PCTL.BCS=1，選擇PLL 為時(shí)鐘源，CGMOUT=CGMV CLK/2