采用多单片机实现多电机系统并行控制

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1、采用多单片机实现多电机系统的控制在工业控制领域，有时会遇到三个以上的电机运动系统，对于这种运动系统，下面几种情况完全存在：l几个电机同时运动l某几个电机在运动的过程中也需要启动其他电机运动l在电机运动的过程中还需要执行其它操作，比如：对I/O设备进行操作，进行串口通讯等对于上面这些情况，单一的单片机控制系统将无法胜任。为了实现上述目的，我们研制了一套总线型的多单片机控制系统。1.系统结构原理框图见图1。在图1中，有一个主控制模块和若干驱动模块、I/O模块组成。主控制模块通过总线来控制I/O模块和驱动模块。从单片机与双端口RAM的数量则视电机的数量而定，有几个电机就需几个从单片机与双端口

2、RAM。主单片机通过总线及双端口RAM与从单片机进行通讯。总线上的信号有D0~D7、A0~A7、WR、RD、TRIG及若干译码电路产生的片选信号。单片机采用89C52，其内部含有8K的EEPROM及256个字节的RAM；双端口RAM采用DALLAS公司生产的DS1609，它有256个字节的RAM单元，通过总线上的片选信号线可为每一片DS1609分配256个字节的地址。当需要某电机运动时，主单片机将每个电机的运动信息写入相应的双端口RAM双端口RAM从单片机从单片机驱动电路驱动电路地址锁存器D0~D7总线驱动译码电路A8~A15A0~A7RDWR主单片机TRIGI/O接口板RS232图1

3、总线型的多单片机控制器原理框图TRIG电机电机DS1609中，然后通过TRIG信号线（可用89C52P1口的某位，通过总线驱动后连接至每个从单片机的外部中断输入脚）发出一个负脉冲，通知每个从单片机读取各自的DS1609中的信息，至此，主单片机与从单片机的通讯结束，转而去执行其它任务，主单片机并没有参与电机的运动控制，它只需下达命令给从单片机。电机的运动控制由从单片机来完成。从单片机接收到TRIG信号后，进入中断服务程序，读取DS1609中的信息。从单片机根据读取的信息来判断电机是否需要运动，以及作何种运动，运动的速度、加速度、距离、方向等；由于从单片机各自独立地控制电机运动，互不干涉，

4、因此，每个电机的运动速度、加速度、距离、方向均可以不同；由于主单片机是通过TRIG信号线下达任务的，如果在电机运动的时候将从单片机的外部中断屏蔽掉，而在电机不运动的时候再将从单片机的外部中断置为允许，这样，当主单片机的TRIG信号发出后，如果某个电机正在运动，则其对应的从单片机不会响应TRIG信号，而不运动的电机所对应的从单片机则会响应TRIG信号，此从单片机则会根据主单片机发来的信息作出相应的反应，从而实现了在某个（或几个）电机运动的过程中还可以启动其它电机运动的目的。另外，主单片机与从单片机通过双端口RAM芯片DS1609进行通信，这比使用串行端口进行通信具有无可比拟的优越性。采用

5、串行的方式进行通信，其信息交换速度受到串行通信特点的限制，例如：当波特率为9600时，其传送一个字节需要833微秒，而单片机与双端口RAM之间的信息交换是以并行方式进行的，当单片机的时钟频率为12MHz时，单片机向双端口RAM传送一个字节只需2微秒。根据需要也可采用其它类型的单片机，而且，主、从单片机可以采用不同类型的单片机，以便实现各种不同的控制功能。由于主单片机与从单片机通过双端口RAM芯片DS1609进行通信，所需时间很短，具有实时效果，为实时插补提供了一种途径；而且，DS1609还提供了256个字节的RAM，这些存储单元可用来存放电机的运动数据，包括实时插补数据。可见，双端口R

6、AM作为主单片机与从单片机的通讯纽带，不仅提高了通信效率，而且增强了控制系统功能。2.1主控制模块电路主控制模块电路原理图见图2。图中的数据总线驱动电路采用74LS245，是因为数据通道是双向的，当74LS245的1脚为高电平时，数据方向为从左向右；当74LS245的1脚为低电平时，数据方向为从右向左。因此，当主单片机读取8000H~FFFFH地址的数据时，74LS245的1脚为低电平，数据方向为从右向左，这时，主单片机从总线读取数据；当向地址8000H~FFFFH中写入数据时，74LS245的1脚为高电平，数据方向为从左向右，这时，主单片机向总线写入数据。对于译码电路，本人在实际应用

7、中只控制了五个电机，因此采用74LS138译码器已足够使用，读者也可采用4—16译码器或其它译码电路，以便能满足更多电机系统的应用，但是无论采用何种译码电路，译码电路产生的译码信号所包含的地址范围不能小于256个字节，因为双端口RAMDS1609有256个字节。另外，如果需要，还可自己扩展程序存储器和数据存储器。89C5274LS245总线P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ALE74LS24474LS3733478