实验三、电机控制实验报告.doc

学生实验报告 院别 电子信息学院 课程名称 DSP芯片原理与应用 班级 实验名称 实验三、电机控制实验 姓名 实验时间 学号 指导教师 成绩 报 告 内 容 一、实验目的和任务 1． 熟悉 CCS 开发环境； 2． 了解直流与步进电机驱动的原理； 3． 了解 PWM 对直流的驱动原理； 4． 了解步进电机的控制原理； 5． 了解直流与步进电机的驱动电路； 6． 了解 PWM 调速的实现过程； 7． 通过’LF2407 片上 GPIO 产生的脉冲的宽度与相位的顺序控制速度与方向。 二、实验原理介绍 1． 直流电机的驱动： 是直流电机翻译／驱动的典型电路的一个变种，采用这种电路不但能够完成直流电机驱动的动作，而且可以避免典型 H 桥电路潜在的短路危险。针对 SEED-DTK 中直流电机系统动作要求和电机的特点，电机驱动电路设计思路如下： 电机采用 15V 直流电源供电，串接 50?@3W 电阻限流并分压； 2路 控 制 信 号 X、Y由SEED-DSK2407的J4中 的T1PWM_T1CMP 和T2PWM_T2CMP 提供，信号为 CMOS 标准电平，通过排线接入，并下拉； 使用达灵顿管 TIP31C 代替 BD679 作为电机驱动开关，基级串接 100? 电阻； 使用快速二极管 1N4007 完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机； 电机电源/地之间跨接电容，电机地与数字地之间采用磁珠连接共地； 2． 直流电机的驱动接口： 直流电机控制的2个控制信号X、Y由 DSK2407的J4中的T1PWM_T1CMP和T2PWM_T2CMP提供，其说明如下： 当 T1PWM_T1CMP:T2PWM_T2CMP＝00 时：直流电机刹车； 当 T1PWM_T1CMP:T2PWM_T2CMP＝11 时：直流电机刹车； 当 T1PWM_T1CMP:T2PWM_T2CMP＝01 时：直流电机正转； 当 T1PWM_T1CMP:T2PWM_T2CMP＝10 时：直流电机反转； 3． 步进电机的驱动： 是 单 极 性 步 进 电 机 翻 译 / 驱 动 的 典 型 电 路 ， 图 中 的 方 块 为 驱 动 开 关 。 针 对SEED-DTK 中直流电机系统的动作要求，步进电机驱动电路设计思路如下： 电机采用 15V 直流电源供电； 4 个控制信号由由 DSK-2407 的 J4 中的 PWM1～PWM4 提供，信号为 CMOS 标准电平，通过排线接入，并下拉； 使用达灵顿管 TIP31C 代替 IRL540 作为电机驱动开关，基级串接 100? 电阻； 使用快速二极管 1N4007 完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机； 使用 50? 限流电阻（半步运行时电流约为 0.2A，小于电机电源额定电流）； 电机电源/地之间跨接电容，电机地与数字地之间采用磁珠连接共地； 在这个实验中选用 M35SP-7N 型号的步进电机，其步进角为 7.5。，是一种单极性的步进电机。它的结构如下图所示： 4． 步进电机的驱动接口： 步进电机的 4 个控制信号由 SEED-DSK2407 的 J4 引出的 PWM1~PWM4 提供，分别对应步进电机四相的控制端 CNTL0~CNTL3。按一定的频率使 PWM1~PWM4 每位循环置为高电平，即可使步进电机转动。控制位PWM1~PWM4与步进电机的线圈对应关系如下图所示： 步进电机工作在四相四拍方式时，其正转顺序为 A-B-C-D-A，PWM[4:1]的输出依次为： 0x8 - 0x4 - 0x2 - 0x1. 其反转的顺序为 A-D -C-B-A，PWM[4:1]的输出依次为： 0x8 - 0x1 - 0x2 - 0x4。 三、实验设备介绍 实验设备主要有：SEED-DTKDAD实验箱，PC机，CCS软件。具体使用请参考相关文献。 在电机驱动实验中，主要包含以下文件： 1． MOTOR_DTK.c：这是实验的主程序，包含了系统的初始化，主要是 SPI 口的初始化、完成与 SEED-DTK 实验箱人机接口 SEED_MMI5402 的通讯、直流电机与步进电机控制的操作。 2． vector.asm：LF2407A 的中断向量表。由于’LF2407 中断向量表固定在 0 地址开始、长度为 40H 的程序存储器中，不可重新定位。当’LF2407 工作在 MC 方式时，此存储空间为’LF2407 片内 Flash 占用，Code Composer 的 Load 命令无法将程序代码加载到 Flash 中，Flash 中的代码必须事先“烧入”。为了中断服务程序的调试方便，中断服务程序采用 2 级跳转来实现。由于’LF2407 中断向量表中存放的是跳转到相应的中断服务程序入口地址的跳转指令，所以，我们可以让位于Flash 中的真正的中断向量表