某型號(hào)導(dǎo)彈慣組轉(zhuǎn)臺(tái)控制器的研制

　　L298N是雙全橋步進(jìn)電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)二相或1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè)H-Bridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)：TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓;此芯片可直接由單片機(jī)的I/O端口來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)。

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分是由驅(qū)動(dòng)芯片L298及其外圍電路構(gòu)成，其中L298的2、3腳和13、14腳(即芯片的輸出端)分別與步進(jìn)電機(jī)的四根線(xiàn)相連。而5、6、7、10、11、12腳就依次與單片機(jī)的P1口的六個(gè)管腳相連，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與L298以及步進(jìn)電機(jī)的串聯(lián)控制，如圖4所示。

　　圖中很重要的部分是由四個(gè)二極管連成的保護(hù)電路，其作用是防止由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高而產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)損壞芯片。轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)使用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓是28V，所以二極管的負(fù)端接28V的參考電壓。

　　單片機(jī)P1口控制電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，推動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。脈沖信號(hào)頻率的高低，決定了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速的功能;脈沖信號(hào)彼此間相位的滯后和超前，決定了轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。

　　串口通信模塊

　　系統(tǒng)采用串口通信，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的通信。在單片機(jī)和上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離串行通信時(shí)，由于通信協(xié)議不統(tǒng)一，電壓大小不一致，因此需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的功率放大和串行接口的電平轉(zhuǎn)換，串口通信電路圖如圖5所示。

　　電流監(jiān)控模塊

　　為了防止電流過(guò)大而損壞轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)，造成不必要的損失，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電流監(jiān)測(cè)與控制模塊，能夠監(jiān)測(cè)流過(guò)電機(jī)的電流值并及時(shí)顯示，當(dāng)電機(jī)過(guò)大超限時(shí)，能夠自動(dòng)切斷供電電源，從而保護(hù)裝備不受損壞。上面的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的Pin1和Pin15可與電流偵測(cè)電阻連接來(lái)偵測(cè)電機(jī)正常工作的情況下的工作電流，通過(guò)檢測(cè)偵測(cè)電阻的電壓值，然后通過(guò)歐姆定律換算電流值的方法來(lái)測(cè)試電機(jī)電流。轉(zhuǎn)臺(tái)采用的是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其額定電流值1.5安，常用的電流偵測(cè)電阻通常是0.1歐姆，因此檢測(cè)到的電壓值是在mV級(jí)，若要是直接將檢測(cè)到的電壓值送給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，那么由于精度的原因勢(shì)必會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成很大的影響。為了提高測(cè)試精度，先將檢測(cè)到的電流值經(jīng)過(guò)功放芯片OP07作放大處理后再將信號(hào)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0804進(jìn)行處理，從而保證了檢測(cè)值的可靠性。ADC0804輸出的數(shù)字信號(hào)再通過(guò)8255A芯片送給單片機(jī)的P2口，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后最后將檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)通過(guò)LCD突時(shí)顯示出來(lái)，若電流值超出電機(jī)額定值的5%，系統(tǒng)將自動(dòng)斷電，以保護(hù)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備不被損壞。電流檢測(cè)模塊電路圖如圖6所示。

　　按鍵控制模塊

　　獨(dú)立按鍵作為一個(gè)外部中斷源，和單片機(jī)P3口連接，通過(guò)這些按鍵實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速等功能。系統(tǒng)采用中斷和查詢(xún)相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)用中斷服務(wù)程序，完成對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)時(shí)的控制，按鍵控制模塊電路圖如圖7所示。