資料介紹
DSP56FS807芯片采用了不同于通用CPU和MCU的特殊軟硬件結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了高速的數(shù)字處理以及實(shí)時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)控制。作為控制電機(jī)的專(zhuān)用產(chǎn)品,許多片內(nèi)外設(shè)的功能設(shè)置大大簡(jiǎn)化了電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。文章通過(guò)隨動(dòng)控制器串口的設(shè)計(jì)、限位及制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程介紹了DSP56F807的應(yīng)用。
1隨動(dòng)系統(tǒng)的組成及功能簡(jiǎn)介
交流隨動(dòng)系統(tǒng)由交流電機(jī)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器、隨動(dòng)控制器、編碼器(旋轉(zhuǎn)變壓器)、減速器等部分組成。如圖1所示。

隨動(dòng)控制器是由DSP芯片為核心擴(kuò)展而成的。它可以接收上位機(jī)傳送的給定位置信息與編碼器采集的實(shí)際位置信息,通過(guò)前饋PID控制算法,輸出模擬電壓量送入驅(qū)動(dòng)器中,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制??刂破骺梢圆杉S動(dòng)轉(zhuǎn)塔的鎖定信號(hào)和限位信號(hào),并控制隨動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
驅(qū)動(dòng)器是專(zhuān)為交流電機(jī)設(shè)計(jì)的,內(nèi)部嵌有交流電機(jī)控制算法、與交流電機(jī)編碼器構(gòu)成速度環(huán)和電流環(huán),可以利用其RS-232串口對(duì)其內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,比如最大加速度的設(shè)置以保證系統(tǒng)的響應(yīng)特性;還可以接收驅(qū)動(dòng)器使能信號(hào),當(dāng)使能信號(hào)為高時(shí),控制電機(jī)鎖緊,當(dāng)使能信號(hào)為低時(shí),控制電機(jī)與減速器解脫鎖緊。
交流電機(jī)是隨動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),由驅(qū)動(dòng)器輸出三相交流電壓,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,通過(guò)減速器,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的位置控制。
制動(dòng)器是用于在某些工作狀態(tài)或故障狀態(tài)時(shí),為保護(hù)系統(tǒng)的安全性而設(shè)置的電機(jī)抱閘裝置。當(dāng)控制電壓為零時(shí),電機(jī)處于抱閘狀態(tài),當(dāng)控制電壓為+24 V時(shí),電機(jī)處于解脫狀態(tài)。
電源為隨動(dòng)系統(tǒng)中的各部件提供相應(yīng)的電源,同時(shí)在隨動(dòng)控制器的控制下,控制電機(jī)制動(dòng)器的工作狀態(tài)。
本文主要介紹隨動(dòng)控制器中串行接口的設(shè)計(jì)、電氣限位和制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。
2 DSP56F807處理器的特點(diǎn)
●計(jì)算機(jī)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和程序存儲(chǔ)空間,支持并行處理;在80 MHz時(shí)鐘頻率下,可達(dá)到40 MIPS的指令執(zhí)行速度;單指令周期可以完成16位×16位的并行乘-加運(yùn)算。
●特殊的多功能DSP指令,即一條指令可以完成幾種不同的操作;針對(duì)電機(jī)控制DSP集成了許多相關(guān)的外設(shè)模塊。增加了電機(jī)控制系統(tǒng)的集成度,并有效地降低了系統(tǒng)的成本,同時(shí)還使系統(tǒng)的可靠性大大提高。
●支持C語(yǔ)言編程,C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的混合編程更加靈活、方便。JTAG/OnCE程序調(diào)試接口,允許在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)試,并可對(duì)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。
●電源采用3.3 V供電,但允許輸入端口使用5 V TTL電平。
1隨動(dòng)系統(tǒng)的組成及功能簡(jiǎn)介
交流隨動(dòng)系統(tǒng)由交流電機(jī)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器、隨動(dòng)控制器、編碼器(旋轉(zhuǎn)變壓器)、減速器等部分組成。如圖1所示。

隨動(dòng)控制器是由DSP芯片為核心擴(kuò)展而成的。它可以接收上位機(jī)傳送的給定位置信息與編碼器采集的實(shí)際位置信息,通過(guò)前饋PID控制算法,輸出模擬電壓量送入驅(qū)動(dòng)器中,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制??刂破骺梢圆杉S動(dòng)轉(zhuǎn)塔的鎖定信號(hào)和限位信號(hào),并控制隨動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
驅(qū)動(dòng)器是專(zhuān)為交流電機(jī)設(shè)計(jì)的,內(nèi)部嵌有交流電機(jī)控制算法、與交流電機(jī)編碼器構(gòu)成速度環(huán)和電流環(huán),可以利用其RS-232串口對(duì)其內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,比如最大加速度的設(shè)置以保證系統(tǒng)的響應(yīng)特性;還可以接收驅(qū)動(dòng)器使能信號(hào),當(dāng)使能信號(hào)為高時(shí),控制電機(jī)鎖緊,當(dāng)使能信號(hào)為低時(shí),控制電機(jī)與減速器解脫鎖緊。
交流電機(jī)是隨動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),由驅(qū)動(dòng)器輸出三相交流電壓,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,通過(guò)減速器,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的位置控制。
制動(dòng)器是用于在某些工作狀態(tài)或故障狀態(tài)時(shí),為保護(hù)系統(tǒng)的安全性而設(shè)置的電機(jī)抱閘裝置。當(dāng)控制電壓為零時(shí),電機(jī)處于抱閘狀態(tài),當(dāng)控制電壓為+24 V時(shí),電機(jī)處于解脫狀態(tài)。
電源為隨動(dòng)系統(tǒng)中的各部件提供相應(yīng)的電源,同時(shí)在隨動(dòng)控制器的控制下,控制電機(jī)制動(dòng)器的工作狀態(tài)。
本文主要介紹隨動(dòng)控制器中串行接口的設(shè)計(jì)、電氣限位和制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。
2 DSP56F807處理器的特點(diǎn)
●計(jì)算機(jī)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和程序存儲(chǔ)空間,支持并行處理;在80 MHz時(shí)鐘頻率下,可達(dá)到40 MIPS的指令執(zhí)行速度;單指令周期可以完成16位×16位的并行乘-加運(yùn)算。
●特殊的多功能DSP指令,即一條指令可以完成幾種不同的操作;針對(duì)電機(jī)控制DSP集成了許多相關(guān)的外設(shè)模塊。增加了電機(jī)控制系統(tǒng)的集成度,并有效地降低了系統(tǒng)的成本,同時(shí)還使系統(tǒng)的可靠性大大提高。
●支持C語(yǔ)言編程,C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的混合編程更加靈活、方便。JTAG/OnCE程序調(diào)試接口,允許在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)試,并可對(duì)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。
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