嵌入式領(lǐng)域中電機控制應(yīng)用的可編程片上系統(tǒng)（PSoC）
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無論電機負載如何變化，為了確保電機的速度保持在特定值上，我們需要遵循閉環(huán)系統(tǒng)的原則。為了感測和反饋電流轉(zhuǎn)速，如前所述，我們采用旋轉(zhuǎn)編碼器。我們對編碼器的選擇取決于所需的轉(zhuǎn)速和速度準(zhǔn)確度。旋轉(zhuǎn)編碼器的信號通過使用PSoC Creator工具提供的正交解碼器模塊進行編碼。
可將適合的時鐘頻率路由到正交解碼器模塊，具體取決于每分鐘的最大轉(zhuǎn)速。例如，如果最大轉(zhuǎn)速為9000rpm，那就相當(dāng)于每秒150轉(zhuǎn)。如果編碼器每次完成旋轉(zhuǎn)需要4個脈沖（編碼器特征），那么解碼器模塊所需的時鐘頻率就是150*4*10 = 6kHz（信號A和B頻率的10倍）。由于我們每秒鐘都要跟蹤計數(shù)值，因此我們能夠采用每秒鐘一次的中斷。在中斷服務(wù)例程中，我們能捕獲計數(shù)寄存器的值并將其清空（從而能測量下一秒的速度），并用方程式1計算電機的速度。
以下兩個案例中列出的電源適用于DC電機以及可對其進行控制的邏輯。
案例一：DC電機還使用相同的PSoC 3/5通過電流緩沖驅(qū)動
例如，DC電機規(guī)范要求在無負載條件下5V供電電壓的流耗為88mA，我們可通過如圖7所示的電流驅(qū)動電路將PSoC 3/5輸出接口連接到DC電機。
在該例中，我們給出了常量DC供電電壓，電機全速轉(zhuǎn)動，即9000rpm?，F(xiàn)在光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器和電機轉(zhuǎn)速相同，編碼器輸出采用PSoC 3/5中的解碼器測量。這時，微控制器檢測到9000rpm的轉(zhuǎn)速，并將其與所需值進行比較（例如，所需值為6000rpm，也就是實際速度的三分之二）。那么校正響應(yīng)為-3000rpm，即當(dāng)前施加給電機的電壓應(yīng)減少三分之一。
圖7：通過PSoC驅(qū)動的DC電機
我們可使用PWM來實施電壓差。通過改變PWM的占空比，可改變平均電壓。PSoC Creator提供拖放式PWM模塊。反饋至PWM模塊的時鐘頻率取決于應(yīng)用所需的速度分辨率。
這里：
這里所需的占空比為三分之二。每周期PWM模塊的平均輸出電壓為5*2/3 = 3.33V。PWM模塊的輸出提供給可連接至DC電機的電流驅(qū)動電路。DC電機現(xiàn)在能實現(xiàn)6000rpm的所需轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器再次感測速度，檢測到6000rpm，并將其反饋回控制器?，F(xiàn)在的誤差因素為0。PWM保持此前的狀態(tài)且電機保持其速度。
假設(shè)向電機添加了負載。雖然占空比保持在2/3，但電機速度下降為5000rpm?，F(xiàn)在旋轉(zhuǎn)編碼器感測速度，并將誤差因數(shù)（即+1000rpm）饋送給控制器。PWM的占空比為1/9。通過函數(shù)將該因數(shù)寫入中斷中的PWM函數(shù)：
案例二：通過另一控制器為DC電機供電
如果通過另一個控制器為DC電機供電，那么PSoC控制器可用來通過I2C等接口將電機狀態(tài)饋送給另一個控制器。如果DC電機通過外部電池供電，那么如圖8所示的邏輯能夠輕松控制其速度?？蓪SoC的PWM輸出饋送給打開后能為電機供電的開關(guān)，電機采用特定占空比以便能如前所述滿足相同的標(biāo)準(zhǔn)。
圖8：通過外部電源（不是PSoC）供電的DC電機
定位控制等其它應(yīng)用：
對于定位控制等其它電機控制應(yīng)用而言，我們能采用絕對旋轉(zhuǎn)編碼器，因為其能給出電機的當(dāng)前位置。也可將這種輸出饋送回控制器，找出與實際信號的偏差，并通過短時期脈沖確保電機達到目標(biāo)位置。
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