基于DSP的直流电机调速课程设计报告Word格式文档下载.doc

1、2.3 TLP521可控制的光电藕合器件.2.3.1 TLP521 概述.2.3.2 绝对最大额定值（Ta = 25） 2.3.3 建议操作条件三 基于DSP的直流电机调速设计原理简介3.1 L298N的工作原理. . 3.2 PWM基本原理.3.3 CAN总线通信原理.3.3.1 CAN技术简介.3.3.2 CAN与其它通信方案的比较.3.3.3 TMS320LF240x系列CAN控制器原理四 硬件设计.4.1硬件实现电路原理图及各模块功能简介.4.1.1 硬件电路图.4.1.2 各模块功能简介.4.2 硬件调试波形记录.五 部分程序.5.1 CAN发送程序.5.2 CAN接收程序.六 课程

2、设计心得体会.一 课程设计任务书设计任务1.理解直流电机调速原理；2.直流电机驱动电路的设计；3.驱动电路的硬件焊接；4.脉宽可调的PWM方波的产生；5.直流电动机转速的控制；6.通过远程控制电机的转速（远程方式可以是RS232通信、CAN总线通信）。时间安排2010.11.9 布置课程设计任务；2010.11.11 直流电机驱动电路设计；2010.11.16 驱动电路的硬件焊接；2010.11.18 驱动电路的硬件焊接；2010.11.23 脉宽可调的PWM方波的产生；2010.11.25 直流电动机转速的控制；2010.12.1 通过远程控制电机的转速；2010.12.2 通过远程控制电机

3、的转速；2010.12.7 答辩验收设计作品；2010.12.9 设计报告撰写，上交。报告要求1直流电机PWM调速原理介绍；2画出硬件电路图，并说明电路的工作原理及主要芯片的性能；3脉宽可调的PWM方波程序，写出程序软件流程图、程序代码并加必要注释，说明调试方法、过程及结果；4RS232通信或CAN总线通信程序，写出程序软件流程图、程序代码并加必要注释，说明调试方法、过程及结果；5附上各模块输出的波形图（示波器上观测）；6课程设计收获与体会；7列出参考文献。二 主要元器件介绍2.1TMS320LF2407简介TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP控制器。TMS320系列D

4、SP的体系结构专为实现信号处理而设计，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一体，为控制系统应用提供了一个理性的解决方案。实物图封装图下列特性使得TMS320系列成为很多信号处理以及控制应用的理想选择： 灵活的指令集 灵活的内部操作 高速的运算能力 改进的并行结构 有效的成本TM320系列DSP通过将存储器的外设集成到控制器内部，降低了系统成本，节省了电路板空间，提高了系统的可靠性。2.1.2TMS320LF2407芯片特点在TMS320系列DSPde基础上，TMS320LF2407DSP有以下特点： 采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30

5、MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），从而提高了控制器的实时控制能力。 给予TM320C2xxDSP的CPU核，保证了F2407DSP代码与TMS320系列DSP代码兼容。 片内有高达32K字的FLASH程序存储器、高达1.5K字的数据/程序RAM、544字双口RAM（DARAM）和2K字的单口RAM（SARAM）。 两个事件管理器模块EVA和EVB,每个包括：两个16位通用定时器；8个16位脉冲宽调制（PWM）通道。他们能够实现：三相反相器控制，PWM的对称和非对称波形，快速的PWM通道关闭，可编程的PWM死区控制，3个捕获单元，片内光电编码器接口电路，16通道A/D转

6、换器。事件管理模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电机、步进电机、多级电机和逆变器。 可扩展的外部存储器总共192K字空间：64K字程序存储器空间、64K字数据存储器空间和64K字I/O寻址空间。 看门狗定时器模块（WDT）。 10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发的两个8通道输入A/D转换器或一个16通道的A/D转换器。 控制其局域网络（CAN）2.0B模块。 串行通信接口（SCI）模块。 16位串行外设（SPI）接口模块。 基于锁相环的时钟发生器。 高达40个可单独编程或复用的通用I/O引脚（GPIO）。 5个外部中断（两个电机驱动保护、复位

7、和两个可屏蔽中断）。电源管理包括3种低功耗模式，能独立地将外设器件转入低功耗工作模式。2.2 电机驱动L298N 实物图内部结构图 L298N是SGS公司的产品，其内部包含4通道逻辑驱动电路，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机口。由L298N构成的PWM功率放大器的工作形式为单极可逆模式，2个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起，其引脚排列如图1所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传号。L298可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输人控制电平，控制电机

8、的正反转，ENA、ENB接控制使能端，控制电机的停转。这些特性使得L298N很适合用作小型直流电机控制芯片。2.3 TLP521可控制的光电藕合器件1、3：正极 2、4：负极 5、7：发射极 6、8集电极2.3.1 TLP521 概述TLP521是可控制的光电藕合器件，光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。集电极-发射极电压： 55（最小值） 经常转移的比例： 50 （最小） 隔离电压： 2500 Vrms （最小）2.3.2 绝对最大额定

9、值（Ta = 25）参数符号数值单位TLP521-1TLP521-2 TLP521-4LED正向电流IF7050mA正向电流减率IF/-0.93（Ta50）-0.5（Ta25）mA/瞬间正向脉冲电流IFP1 （100 pulse, 100pps）A反向电压VR5V结温Tj125接受侧集电极发射极电压VCEO55发射极集电极电压7集电极电流IC集电极功耗PC150100mW集电极功耗减率PC/-1.5-1.0mW/储存温度范围Tstg-55125工作温度范围Topr-55100无铅焊接温度Tsol260 （10 s）整体功耗PT250整体功耗减率PT/-2.5隔离电压BVS2500（AC,1Mi

10、n 最小, R.H.60%）Vrms2.3.3 建议操作条件最小典型最大电源电压VCC241625110操作温度-2585三 基于DSP的直流电机调速设计原理简介3.1 L298N的工作原理根据L298N的输入输出关系（见表1），使能控制端ENA接DSP的输出口，当输出为高电平时，通过PWM信号输人端IN1和IN2可以控制电动机的正反转（输入端IN1为PWM信号，输入端IN2为低电平，电动机正转；输入端IN2为PWM信号，输入端IN1为低电平，电动机反转）；当它为低电平时，驱动桥路上的4个晶体管全部截止，使正在运行的电动机电枢电流反向，电动机自由停止。电动机的转速由单片机调节PWM信号的占空比

11、来实现。3.2 PWM基本原理PWM即脉冲宽度调制（PulsewidthModulation），它是指将输出信号的基本周期固定，通过调整基本周期内工作周期的大小来控制输出功率的方法。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。如图2所示，在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，设占空比为DtT，则电机的平均速度为：Vd=Vmax*D.（1）式中：Vd表示电机的平均速度；Vmax表示电机全通电时的速度（最大）；D=tT表示占空比。由公式（1）可见，当改变占空比D时，就可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的目的。3.3 CAN总线通信原理3.3.1 CAN技术简介要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站