TMS320F2812在电机控制系统的设计及应用
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［ ’ ］刘和平， 张卫宁， 刘林， 等> #.+/&0,&2L 系列 *+% 指令 和编程指南 ［ .］ > 北京： 清华大学出版社， &00!> ［ & ］苏 奎 峰， 吕 强， 耿 庆 锋， 等> #.+/&01&2’& 原 理 与 开 发 ［ .］ > 北京： 电子工业出版社， &00:> ［ / ］苏涛， 蔡建隆， 何学瑞> *+% 接口电路设计与编程 ［ .］ > 西安： 西安电子科技大学出版社， &00/> ［ ) ］沈本荫> 现代交流传动及其控制系统 ［ .］ > 北京： 中国铁 道出版社， ’<<I>
图 9" 码盘信号捕捉电路
&00I 年第 / 期 " "
’()*%+,%-$% 在电机控制系统的设计及应用
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路。电机速度码盘信号经过一个四通 道光耦 合 器 件 #$%!&’ ( ) 连 到 *+% 的 ,-% 引脚上进行捕捉。 !" 实际应用 !#$" 异步电动机矢量控制系统 用 #.+/&01&2’& 新 型 电 机 控 制 芯片设计的异步电动机矢量控制系统 的基本结构如图 ! 所示。 用可编程 3 4 5 口捕捉转子的速度 反馈信号， 电机的相电流反馈信号采 集到 -*, 通道进行转换。接收光电 编码器的信号， 计算电机的转速。采 集电机相电流的瞬时值， 依此估计电 机的实时运行状态， 如转矩的大小和 方向、 电机的转速和滑差等。按照某种调控规律产 生 %6. 信号， 控制逆变器的开关动作， 对电机运行 状态进行调控。系统开发板采用长沙明伟电子公司 的 *+%&2’& 开发板。板载资源如下： *+% 为 #.+/&01&2’& ， /& 位定点高速数字信号 处理器， 最高工作频率 ’!0.78， 片内内置 ’&29 (’: 位 1$-+7、 ’29(’: 位 +;-.， 片外扩展 &!:9 (’: 位 +;-.、 ). 1$-+7， 板上有 ;#$20’<-+ 以太网接口芯 片， 有 ;+&/&、 ;+)2!、 ,-=&> 0 转换电路， 方便用户通 讯。板上提供 ! 路外扩可屏蔽中断源输入接口、 &路 2 路输入输出接口。 外扩非屏蔽中断源输入接口、 ! >%" 软件设计中部分程序代码 （ ’ ） 初始化程序
%A 引导加载 BC" 引导加载是指器件复位时执行一段引导程序， [ 1 / 口或 \’[ 主机接 一般用于从端口 （ 异步串口、 口） 将 E’./) 1 +30&\ 等非易失性存储器中加载程 序到高速 .0) 中。 %D)A !"#$%&’%()% 的启动模式 ()&$*#+*,-* 提供了几种不同的启动模式， 四 个通用 [ 1 / 引脚用于确定选择何种启动模式， 如表 - 所示。
@’[/+4 @’[/+-* @’[/+9 @’[/+8 模式选择 +FARO 地址 &’[ 启动模式 &2[ 启动模式 ’AIAFFDF 启动模式 （ &2[(^%0）（ &2[)%^0）（ &’[&(E0） （ &’[23_0） # # # ‘ # # ‘ ‘ # ‘ ‘ #
%D%A #9E #FE 启动加载器 通过 &’[ 同步传输和 &2[ 异步传输实现 +30&\ ./) 引导 加 载。硬 件 电 路 见 图 * ， ;’-" 为 &’[ 或 &2[ 引导加载器选择， - 7 * 时选择 &’[， * 7 $ 时选择
2>.6:056：(OD TDR<J=R KL GK=HIKFFDIR KL DFDGHI<G CKHKIR UARDT K= ()&$*#+*,-* VAR <=HIKTMGDT ， VO<GO VAR A =DV HSW<GAF %&’ GK=HIKF GO<W MRDT <= DFDGHI<G CKHKIRX (OD WAWDI TDRGI<UDT HOD HDGO=<GAF YDSR KL G<IGM<HR KL KMHR<TD DZM<WCD=H <= HOD GK=HIKF KL DFDGHI<G CKHKIR HOAH JM<TDT FKAT<=J ./) 、0 1 % DFDCD=H KL GK=QDIH<=J 、<=HDILAGDR KL RD=RKIR、2’3% A=T RK K=X [H DFAUKIAHDT HOD WIAGH<GAF AWWF<GAH<K=R KL QDGHKI GK=HIKF RSRHDC KL ARS=GOIK=KMR DFDGHI<G CKHKIRX ?-; @7:1.：GK=HIKF KL DFDGHI<G CKHKIR；%&’；WOKHKDFDGHI<G D=GKTDI；\AFF RD=RKI
图 !" #$% #&% 启动加载器
连接至 ’( 仿真数据传输接口。#&% 仿真接口可参考 文献 ! 。 !" # $ % 转换模块 )*#+!,-!./! 电机控制芯片内部集成了 /0 路 /! 位 1 2 3 转换模块， 模拟量信号采样输入范围是 , 4 +5+6， /0 路 1 2 3 通道分为两组， 13, 4 137 为一 组， 13. 4 13/( 为一组。每 组 都 有 一 个 专 门 输 入 端。事件管理器可将 13$ 配置为两个独立的 . 通 道模块， 也可串接成一个 /0 通道模块。尽管有多个 输入通道和两个序列发生器， 转换器只有一个。. 通道模块将 . 路输入信号自动排序， 并按序选择一 路输入信号进行转换， 转换完成后的结果保存在对 应的结果寄存器中。串接模式下， 成为 /0 通道的 1 2 3 模块允许对同一个通道信号进行多次转换， 主 要用于过采样的算法中。与单采样 1 2 3 转换模块 相比是个进步。 &" 与传感器的接口 &’(" 霍尔位置传感器 )*#+!,-!./! 通过芯片内部自带的 13$ 转换模 块中的三个 1 2 3 转换通道捕捉霍尔位置传感器上的 三个相位置信号。此信号为模拟量， 接到 1 2 3 转换 通道 13$%81+ 、 13$%819 、 13$%81( 等 引 脚 上， 可 以检测转子的转动位置。 & 5)" 霍尔电流传感器 3#& 同时需要三个 1 2 3 转换通道对霍尔传感 器电流进行采集以获得三个相电流信号。霍尔电流 传感器采集的是模拟量信号， 采用内部的 1 2 3 转换 万方数据 模块， 特别注意的是要防止相电流过高造成对 3#&
,$;, ,=1" " " " " " ； ?0 +@#, 5A. +%. 0 +@#, +B. ； 扩展符号 $-; -;0 ， C*@,D.+ $-; -;’ ， C （ &) ( ’ ） ； &) 个 $-,, C-=E$@+D ； 指向源 $-;% -;0 3=3#D#?$ #?$; ( F ， -;’ ； 一个 -** C’ ； 下一个地址 ?-=G 3=3#D#?$， -;0 ； -;’ H 0 结束 $-; -;) ， CI<7 ； 用于堆栈保存现场， ?& （ :07 ( 207） $*% C0@07 ； 装载数据页指针 +%$9 C:27，6*,; ； 不用看门狗 +%$9 C0&2)7， +,+;’" " " " ； ,$93=’0.， ,$95J# &0.78 $*% C0@’7 -*,#;$’ ； -*, 预分 ’0 ， ’.78 +%$9 C0<007， +%$9 C000’7， .-B,5=A ； 两个通道 +%$9 C00’07， ,7+@$+@K’ ； 选择 -*,3=0 和 -*,3=’ $-,, .,;5; C01*27 ； 设置 %6.， K@% +-,$ .,;$*% C0@’7 +%$9 C&0007， -*,#;$& ?3# -*,#;$& ， / #, ?,=* ,5=A@;+35=， $-,, ;@+J$#0 ， ’0 $*% C0 +-,7 3$*% C0@’7 $-,, ;@+J$#’ ， ’0 $*% C0 +-,7 3?；
*##4 年第 $ 期
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仪 表 技 术
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!"#$%&’%()% 在电机控制系统的设计及应用
姚! 金， 王彦梅
（ 贵州大学 电气工程学院， 贵州 贵阳 ""###$ ） ! ! 摘! 要：介绍基于新型 %&’ 电机控制芯片 ()&$*#+*,-* 的电机控制器的设计， 描述了其引导 加载 ./)、 0 1 % 转换单元、 传感器接口、 2’3% 等电机控制外设电路的技术关键。阐述了其在异步 电动机矢量控制系统中的实际应用。 关键词：电机控制； %&’； 光电编码器； 霍尔传感器 中图分类号：(’*45! ! ! 文献标识码：6! ! ! 文章编号： -##5 7 *$89 （ *##4 ） #$ 7 ##$- 7 #$
图 9" 码盘信号捕捉电路
&00I 年第 / 期 " "
’()*%+,%-$% 在电机控制系统的设计及应用
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路。电机速度码盘信号经过一个四通 道光耦 合 器 件 #$%!&’ ( ) 连 到 *+% 的 ,-% 引脚上进行捕捉。 !" 实际应用 !#$" 异步电动机矢量控制系统 用 #.+/&01&2’& 新 型 电 机 控 制 芯片设计的异步电动机矢量控制系统 的基本结构如图 ! 所示。 用可编程 3 4 5 口捕捉转子的速度 反馈信号， 电机的相电流反馈信号采 集到 -*, 通道进行转换。接收光电 编码器的信号， 计算电机的转速。采 集电机相电流的瞬时值， 依此估计电 机的实时运行状态， 如转矩的大小和 方向、 电机的转速和滑差等。按照某种调控规律产 生 %6. 信号， 控制逆变器的开关动作， 对电机运行 状态进行调控。系统开发板采用长沙明伟电子公司 的 *+%&2’& 开发板。板载资源如下： *+% 为 #.+/&01&2’& ， /& 位定点高速数字信号 处理器， 最高工作频率 ’!0.78， 片内内置 ’&29 (’: 位 1$-+7、 ’29(’: 位 +;-.， 片外扩展 &!:9 (’: 位 +;-.、 ). 1$-+7， 板上有 ;#$20’<-+ 以太网接口芯 片， 有 ;+&/&、 ;+)2!、 ,-=&> 0 转换电路， 方便用户通 讯。板上提供 ! 路外扩可屏蔽中断源输入接口、 &路 2 路输入输出接口。 外扩非屏蔽中断源输入接口、 ! >%" 软件设计中部分程序代码 （ ’ ） 初始化程序
%A 引导加载 BC" 引导加载是指器件复位时执行一段引导程序， [ 1 / 口或 \’[ 主机接 一般用于从端口 （ 异步串口、 口） 将 E’./) 1 +30&\ 等非易失性存储器中加载程 序到高速 .0) 中。 %D)A !"#$%&’%()% 的启动模式 ()&$*#+*,-* 提供了几种不同的启动模式， 四 个通用 [ 1 / 引脚用于确定选择何种启动模式， 如表 - 所示。
@’[/+4 @’[/+-* @’[/+9 @’[/+8 模式选择 +FARO 地址 &’[ 启动模式 &2[ 启动模式 ’AIAFFDF 启动模式 （ &2[(^%0）（ &2[)%^0）（ &’[&(E0） （ &’[23_0） # # # ‘ # # ‘ ‘ # ‘ ‘ #
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仪 表 技 术
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姚! 金， 王彦梅
（ 贵州大学 电气工程学院， 贵州 贵阳 ""###$ ） ! ! 摘! 要：介绍基于新型 %&’ 电机控制芯片 ()&$*#+*,-* 的电机控制器的设计， 描述了其引导 加载 ./)、 0 1 % 转换单元、 传感器接口、 2’3% 等电机控制外设电路的技术关键。阐述了其在异步 电动机矢量控制系统中的实际应用。 关键词：电机控制； %&’； 光电编码器； 霍尔传感器 中图分类号：(’*45! ! ! 文献标识码：6! ! ! 文章编号： -##5 7 *$89 （ *##4 ） #$ 7 ##$- 7 #$
