無(wú)刷直流力矩電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的控制電路設(shè)計(jì)

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】無(wú)刷直流力矩電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的控制電路設(shè)計(jì)1.DSP控制

美國(guó)***儀器（TI）公司開發(fā)的專門應(yīng)用于電機(jī)控制和電力變換控制領(lǐng)域的C2000系列DSP，如TMS320LF2407和TMS320F2812，具有運(yùn)算快，功耗低，集成度高等特點(diǎn)，在電機(jī)控制和伺服系統(tǒng)中的使用非常普遍。特別是32位處理器C28xx系列，在C24x系列的根底上，CPU頻率提高到150MHz，增加了一些功能模塊，其特點(diǎn)有：

1）供電電壓降為3.3V（I／0）和1.8V（內(nèi)核），減小了控制器的功耗。頻率到達(dá)了150MHz，可提供每秒1.5億次指令（MIPS），使指令周期縮短到6.6ns。

2）片內(nèi)128K字的FLASH，16K字的RAM。

3）16通道12位A／D采樣模塊。

4）兩個(gè)事件管理器，每個(gè)包括：兩個(gè)16位通用定時(shí)器；8個(gè)16位的脈寬調(diào)制（PWM）通道；3個(gè)捕獲單元；一個(gè)光電編碼器接口電路。

5）外圍集成模塊：3個(gè)32位的CPU定時(shí)器；看門狗定時(shí)器（WDT）模塊；增強(qiáng)型控制器局域網(wǎng)絡(luò)（eCAN）模塊；串行通信接口（SCI）模塊；串行外設(shè)接口（SP！）模塊；基于鎖相環(huán)（PLL）的時(shí)鐘發(fā)生器模塊；McBSP（Multichan_nelBufferedSerialPort）模塊。

6）45個(gè)外圍模塊中斷，3個(gè)外部引腳中斷，2個(gè)功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)引腳中斷，高達(dá)56個(gè)的通用輸人及輸出引腳（cPIO）。

7）利用多總線在存儲(chǔ)器、外圍模塊和CPU之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，程序讀總線有22位地址線和32位數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)讀寫總線的地址總線和數(shù)據(jù)總線都是32位。

DSP片內(nèi)的存儲(chǔ)器和CPU之間的數(shù)據(jù)讀寫和讀取程序執(zhí)行語(yǔ)句的操作是通過三條總線（MemoryBus）完成的。這三條總線分別為程序讀總線（PrgramReadBus）、數(shù)據(jù)讀總線（DataReadBus）和數(shù)據(jù)寫總線（DataReadBus）。其中，程序讀總線由22根地址線和32根數(shù)據(jù)線組成，而數(shù)據(jù)讀總線和數(shù)據(jù)寫總線都由32根地址線和32根數(shù)據(jù)線組成。這種多總線構(gòu)造一般被稱為哈佛總線構(gòu)造（HarvardBusArchitecture），這種構(gòu)造使得DSP能在一個(gè)周期里同時(shí)完成取指令，讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)多個(gè)操作。

DSP片內(nèi)的外圍設(shè)各通過外圍總線（PeripheralBus）和CPU連接，該總線由16根地址總線和16／32根數(shù)據(jù)總線組成。只支持16根數(shù)據(jù)總線訪問的外圍模塊控制存放器區(qū)稱為外圍構(gòu)造2（PeripheralFrame2），該構(gòu)造和TMS3⒛LF2407DSP相應(yīng)的外圍模塊控制存放器區(qū)兼容；同時(shí)支持16根數(shù)據(jù)線和32根數(shù)據(jù)線訪問的外圍模塊控制存放器區(qū)稱為外圍構(gòu)造1（PeripheralFrame1）。另外，還有一些外圍模塊是通過存儲(chǔ)器總線（Mem。ryBus）和CPU連接的，這些外圍模塊的控制存放器區(qū)稱為外圍構(gòu)造0（PeripheralFrame0）。

DSP的CPU中斷共有14個(gè)可屏蔽中斷（INT1～I(xiàn)NT14）和一個(gè)不可屏蔽中斷NMI。其中，INT14來自于DSP的32位CPU定時(shí)器2，這個(gè)定時(shí)器和CPU定時(shí)器1都是用于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RealTimeOperatinSystem，RTOS）的。INTl3來自CPU定時(shí)器1或者外部申斷3，其余的可屏蔽中斷（INT1～I(xiàn)NT12）都來自PIE（PeripheralInterruptsExtend）管理器。PIE將12個(gè)CPU中斷擴(kuò)展為96（12×8）個(gè)PIE中斷。

本章所介紹的系統(tǒng)采用TI公司的高性能的DSP控制器TMS320F2812作為控制，其主頻高達(dá)150MHz，滿足了控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求；提供了整套的片上系統(tǒng)，滿足了系統(tǒng)集成化的要求；其12位16通道的ADC兼顧了速度、精度和成本；采用了3.