上传者: 26704651
|
上传时间: 2021-11-18 14:20:23
|
文件大小: 1.31MB
|
文件类型: -
2.2.2 PDI接口设计
EtherCAT模块中与微处理器相连的接口被称
为物理设备接口 (简称PDI接口),该接口具有串
行传输和 并 行 传 输 两 种 方 式。其 中,串 行 方 式 主
要是指SPI方 式,并 行 传 输 方 式 有16位 异 步、8
位异步、16位 同 步、8位 同 步 等 方 式,各 个 类 型
可由相关寄存器进行配置。ET1100支持3种PDI
(过程数据接口):32位数字量IO、串行接口SPI、
8/16位异步/同步微处理 器 接 口 MCI。其 中,SPI
和 MCI用于连接外部CPU,组成从站系统。
ET1100并行总线接口有多种选择,包括地址
线和数据线 是 否 复 用、传 输 数 据 是8位 或16位,
以及同步/异 步 操 作 模 式 的 选 择 等,如 图4所 示。
本设计以STM32为微控制器,令PDI控制寄存器
0x0140=0x08,设置ET1100为16位异步接口[5]。
STM控制模块提供16位地址线、16位数据线和8
位控制线,分别对应ET1100的地址线、数据线和
控制线,该接口为微处理器接口 (简称为 MCI)。
图4 STM32和ET1100硬件接口电路
Fig.4 Access circuit of STM32and ET1100
2.3 霍尔接口电路
霍尔位置 传 感 器 是 无 刷 直 流 电 机 转 子 的 位 置
检测装置,呈空间角度相差120°放置,其输出的3
个位 置 信 号 的 高 低 电 平 相 互 覆 盖,脉 冲 宽 度 为
180°,相位相差120°。通过三相霍尔信号的相位顺
序可以实 现 转 子 位 置 的 测 量,并 解 算 出 转 速。转
子位置与霍尔信号的关系如下
Q1= Ha·珡Hb·Hc+Ha·珡Hb·珡Hc= Ha·珡Hb
Q2=珡Ha·Hb·珡Hc+珡Ha·Hb·Hc=珡Ha·Hb
Q3= Ha·Hb·珡Hc+珡Ha·Hb·珡Hc= Hb·珡Hc
Q4=珡Ha·珡Hb·Hc+Ha·珡Hb·Hc=珡Hb·Hc
Q5=珡Ha·Hb·Hc+珡Ha·Hb·Hc=珡Ha·Hc
Q6= Ha·珡Hb·珡Hc+Ha·Hb·珡Hc= Ha·珡Hc
(1)
由 于 霍 尔 位 置 传 感 器 采 用 集 电 极 开 路 输 出,
其输出信号 须 经 过 上 拉 电 阻 处 理 得 到 位 置 方 波 信
号。如图5所 示,R4~R6为 上 拉 电 阻,R1~R3
分别与C1~C3构成滤波电路。电机转子的位置信
息由 HALL_A~HALL_C接入STM32的通用
定时器进 行 采 集 和 处 理。当 检 测 到 输 出 信 号 发 生
上升沿和 下 降 沿 电 平 跳 变 时,此 时 刻 便 为 无 刷 直
流电机的换相时刻。
图5 霍尔传感器的接口电路
Fig.5 Hall access circuit
2.4 电流检测接口电路
控制器采 用 在 逆 变 器 直 流 侧 串 接 无 感 电 阻 的
方式,检测 流 过 电 机 的 电 流,通 过 闭 环 控 制 避 免
电机启动 电 流 过 大 或 过 载 运 行,从 而 实 现 对 电 机
的保护。无感 电 阻 两 端 电 压 经 过 滤 波、跟 随、偏
置、反相 后 被 送 入STM32的12位 A/D转 换 模
块,转变为 数 字 量 的 电 流 信 号,成 为 反 馈 信 号 并
供控制 程 序 处 理。当 电 流 检 测 值 超 过 允 许 值 时,
控制程序将封锁PWM输出,直至故障解除。
3 控制器的软件设计
主程序主要完成GPIO、ADC模块、PWM 模
块、FSMC模块、定时器1、定时器2等初始化工
作。其中,定时 器1边 沿 中 断 服 务 程 序 检 测 霍 尔
46 飞控与探测 第2卷