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2021-05-30 15:18
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kl25来控制直流电机

已知某基于嵌入式系统的直流电机转速-电流双闭环调速系统的硬件系统如图所示,请仔细阅读以下说明,并完成26-31题。

(1)直流电机额定电压24V,通过由MOSFET Q1、Q2、Q3、Q4构成的H桥双向驱动电路实现方向和速度调节。当Q1、Q3同时导通,Q2、Q4同时关断时电机正转; Q2、Q4同时导通,Q1、Q3同时关断时电机反转;同一桥臂上的两个MOSFET不能同时导通,即Q1、Q4不能同时导通,Q2、Q3不能同时导通。

(2)正转时,可向Q3门极输出高电平,使Q3一直导通,只通过调节Q1门极PWM信号的占空比,实现电机的正向调速;正转时,可向Q4门极输出高电平,使Q4一直导通,只通过调节Q2门极PWM信号的占空比,实现电机的反向调速

(3)直流电机同轴连接一个旋转编码器,该旋转编码器每旋转一周产生1024个脉冲信号,该编码器有A相和B相两路脉冲信号输出,且相位相差180°,当电机正转时A相脉冲优于B相脉冲触发;当电机反转时B相脉冲优于A相脉冲触发。

(4)电机主回路中串入了一个霍尔电流传感器,用于检测电机回路的电流值,霍尔传感器的输出经变送器后输出0~3.3V标准的电压信号。

(5)采用KL25Z128处理器作为控制核心,引脚分配如图所示,通过TPM模块产生4路PWM信号控制MOSFET的开关;旋转编码器的脉冲信号通过TPM的输入捕捉功能进行采集,进行处理后得到电机转速信息;电流检测信号通过AD模块进行处理;为了方便调试,使用了1个运行指示LED;采用5向集成按键输入控制信号,实现电机的方向调整,加减速及启停控制(左向正转,右向反转,向上加速,向下减速,中间启停);通过串行接口和上位进行通讯,上位机可向嵌入式系统发送控制命令实现电机的控制(“<”正转,“>”反转,“+”加速,“-”减速,“P”启停,“M”向上位机发送电机的当前信息),嵌入式系统接收到“M”字符是通过串口向上位机发送电动机的启停状态、正反转、转速、定子电流等信息。

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