基于GP32的直流電機控制器測試系統

2.2 A/D 轉換電路

模擬量采集是測控系統的一個(gè)重要組成部分，本系統采用2 片TLC2543，第I 片用于模 擬量輸入，負責采集各傳感器的值，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，這樣本系統中的A/D 轉換電路可外接22 路模擬量。當有更多路數模擬量 需要輸入時(shí)，可以按此方法繼續擴展。該電路適用于模擬量路數較多、且對實(shí)時(shí)性要求不是 太高的數據采集系統。

由于 TLC2543 對采樣的模擬數據的分辨率為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，以減小噪聲對器件的影響，其電路設計圖如圖3 所示。

圖3 基于SPI 的A/D 轉換擴展電路

2.3 電源轉換電路

本系統是 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，所以需要設計將24V 轉換為5V 和12V 的電壓轉換電路。系統使用的是 LM2575 系列開(kāi)關(guān)穩壓集成電路，LM2575 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的1A 集成穩壓電路， 其原理圖如圖4 所示。

3.電機控制系統軟件設計

系統的軟件采用模塊化設計，實(shí)現功能細分，一方面可提高軟件的移植性和升級性，另 一方面增強軟件的易測試性。軟件的總體架構包括二部分:主程序、相關(guān)子程序和輔助文件， 全部采用08C 語(yǔ)言編程。軟件結構是以主程序為主，通過(guò)函數調用和全局變量與子程序進(jìn)行參數傳遞。主控MCU 方軟件主程序是一個(gè)死循環(huán)結構，MCU 方軟件主程序的流程圖見(jiàn)前面章節中的圖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 主要是完成內部總線(xiàn)頻率Fbus 的設置、I/O 口初始化、 串行口初始化、A/D 轉換初始化、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 ， 則系統產(chǎn)生內部總線(xiàn)時(shí)鐘頻率為 fbus=2.4576MHz。程序首先設置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