ARM触摸屏的无刷直流电动机控制系统设计.docVIP

基于ARM触摸屏的无刷直流电动机控制系统设计 摘 要：介绍了一种基于32位ARM7微处理器LPC2290、嵌入式实时操作系统~C／OS-II和p,C／GUI图形库的 刷直流电动机控制系统设计方案。分析了无刷直流电动机驱动原理和LPC2290在液晶显示、触摸屏技术中的应 ，给出了硬件原理图、软件设计原理和实验结果。实验表明，该控制系统具有较好的控制效果。 关键词：无刷直流电动机；ARM；~C／OS-II；I~C／GUI；触摸屏技术 Brushless DC Motor Control System Based on the ARM Touch Screen WANG Yah—wei，LI Sheng-Jin，LU ，ZHOU (Northewestern Polytechnical University，Xi an 710072，China) Abstract：A control system design proposal based on a 32-bit ARM7 microprocessor LPC2290，embedded real—time operating system trC／OS—II and tzC／GUI graphics library for brushless DC motor was introduced．The brushless DC motor driving principle and LPC2290 in LCD display and touch screen technology were analyzed．The schematic diagram of hard- ware，software design principle and experiment resuhs were given．The experiment results show that control system has better control efect． Key words：bmshless DC motor；ARM；~C／OS—II；I~C／GUI；touch screen technology 0引 言 无刷直流电动机具有结构简单、线性机械特性、 易于维修、调速范围较宽、稳定性高、起动转矩大等 诸多优点，在军事、精密加工等对电机性能要求较高 的场合应用日益广泛。由于采用霍尔位置传感器、 旋转变压器等技术，便于实现无刷直流电动机的换 向，而且将采集的位置信号传至控制单元以实现闭 环控制，系统性能得到大大提高。目前，无刷直流电 动机的控制大都采用了功能较少的微处理器芯片， 无刷直流电动机的控制技术基本停留在前台操作后 台运行模式。随着系统复杂性的增加，除了系统的 可靠性之外，系统对扩展性、操作简单化、实时性、可 视化操作提出了更高要求。8位或16位微处理器 难以满足上述性能的要求，而采用LPC2290之后不 仅可以实现对无刷直流电动机的控制，更重要的可 以实现电机控制的可视化，而且在移植~C／OS—II 后，更容易扩展系统功能、提高系统可靠性和加快软 件开发周期。为了系统操作简单化、电机运行可视 化和便于系统功能扩展，本文给出了一种基于32位 ARM7微处理器LPC2290、通用型嵌入式应用图形 软件~C／GUI和实时操作系统lxC／OS—U的无刷直 收稿日期：2011—09—05 改稿日期：2011—10—13 流电动机数字控制方法，将运动控制、故障检测和人；机交互集成于一体，实现系统控制。 1硬件设计 ： 1．1 LPC2290结构特点 LPC2290是一款基于ARM7TDMI—S内核的32 i 位RISC嵌人式微处理器，具有功耗低、价格便宜、 性能高的特点。LPC2290带有256 k字节嵌入的高 速Flash存储器可以使得芯片达到较高的读写速 度；多个物理接口，便于应用于工业现场控制；8路i基 A／D转换器；2个32位定时器；最多可支持76个输 输出口，这些引脚均可以用来驱动发光二极管、i宝 检测开关信号和键盘输入信号以及与片外信号通信；罄 等；基于时钟匹配的6路脉宽调制器PWM。i屏 LPC2290同样有着ARM的其它特点，正是这些优点!芫 使得它可以嵌入实时操作软件~C／OS—lI和图形软 件I~C／GUI。正是由于LPC2290的6路PWM使得；鎏 实现无刷直流电动机控制成为了可能。 动 1．2无刷电机驱动电路设计 !鞋 主功率电路采用MOSFET三相全桥逆变电路。 LPC2290输出六路PWM信号至IR2130，然后经过；篓 三相逆变电路到电机三相星型绕组，无刷直流电动i讦 机的霍尔传感器将转子位置信号传回LPC2290实! 现闭环控制。图1为逆变桥六个MOSFET中的Q1