基于LPC2148的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速和測速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速和測速系統(tǒng)一般都采用ARM作為控制器，外加分立的數(shù)字邏輯電路和模擬電路構(gòu)成。該系統(tǒng)以LPC2148作為控制核心，合理選擇電動(dòng)機(jī)的頻率控制和閉環(huán)反饋控制，實(shí)時(shí)檢測和調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)既具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，又具有良好的動(dòng)態(tài)性能。

1 系統(tǒng)的工作原理
該系統(tǒng)主要由基于LPC2148為核心的主控電路連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、通信模塊電路(RS232)、測速電路(霍爾傳感器)、A／D轉(zhuǎn)換電路等其他電路組成，如圖l所示。圖2為ARM主控芯片。LPC2148為核心的主控電路負(fù)責(zé)頻率輸出，通過改變頻率的大小來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采集電路采集的數(shù)據(jù)可以通過RS-232接口電路與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。同時(shí)LPC2148模塊將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)偏差值進(jìn)一步修正頻率控制信號的輸出。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 調(diào)速模塊設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速通過調(diào)整頻率的方法。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速=f×60／200x，其中x是細(xì)分倍數(shù)，細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式下，由于步距角小，步進(jìn)電機(jī)的控制精度明顯提高，同時(shí)這種驅(qū)動(dòng)方式又可有效抑制低速運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲和振蕩現(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)采用1．8°的二相四拍式，200個(gè)步進(jìn)脈沖可以轉(zhuǎn)一圈。其步進(jìn)動(dòng)作時(shí)受ARM控制，電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)器L298對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。L298內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器。即內(nèi)含2個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動(dòng)46 V、2 A以下的電機(jī)。ARM主控制器是通過右端的控制口接入，而M1～M4這4個(gè)端口用于連接電機(jī)，通過右端輸入脈沖信號的變化對其控制。