基于dsp的步进电机控制系统设计

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1、2010钷仪表技术与传感器2O10第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8基于DSP的步进电机控制系统设计张宝发，赵辉，岳有军(天津理工大学自动化学院，天津300384)摘要：根据步进电机原理及DSP控制方法，进行了步进电机控制系统的硬件和软件设计，同时介绍了与上位工业控制机的通信。DSP采用TMS320LF2407A，它控制机床的切(削)刀在，】，两方向上移动。此位置控制系统采用开环控制方式，在硬件上DSP通过PCI总线接口芯片CH365和8255通用芯片与PC机进行通信，在DSP与步进

2、电机间选用脉冲分配和驱动电路芯片UCN5804B。在软件上给出了步进电机位置控制和加减速控制的程序流程图。该设计可应用于经济型数控机床。关键词：步进电机；数字信号处理器；工控机；PCI总线中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)08—0063—03DesigningofStepperMotorControlSystemBasedonDSPZHANGBao—fa，ZHAOHui，YUEYou-jun(TianjinUniversityofTechnology，SchoolofElect

3、ricalEngineering，Tianjin300384，China)Abstract：AccordingtotheprincipleofsteppermotorandDSPcontrollingmethod，thispaperdespgnedthehardwareandsoft—wareofsteppermotorcontrolsystem．DSP(TMS320LF2407A)controlsmachinetooltomoveinXandYdirections．Thispositioncontrolsystemu

4、sestheopen—loopcontrolmode，theDSPhardwarecommunicatewithPCthroughthePCIbusinterfacechipCH365andthe8255universalchip，andcommunicatewithsteppermotorthroughpulsedistributionanddrivecircuitchipUCN5804B．Indesigningthesoftware，programflowcha~sforpositioningandaccelera

5、tion／decelerationisgiven．Thisdesigncanbeappliedtosmalleconomicmachinesforcuttingorcarving．Keywords：steppermotor；DSP；industrialPC；PCIbus0引言数字信号处理芯片，DSP芯片是一种特别适合于进行数字信号随着微型计算机和大功率电子元件的迅速发展很多传统处理运算的微处理器。芯片一般均采用特殊的软、硬件结构，的模拟控制技术已让位于微机控制技术。众多电机通过微机其内部的程序空间和数据空间分开，可以同

6、时访问指令和数进行控制，提高了运行性能，在机电一体化及工业自动化控制据，并且拥有快速的中断处理和硬件I／0支持，具有在单周期方面取得令人瞩目的成果。通过微机控制，可使电机的性能有内操作的多个硬件地址产生器，可以并行执行多个操作，片内很大的提高J。目前，微机控制广泛应用于数控机床等自动化具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在不同数据块中同设备的数控位置伺服系统。时访问。同工业自动化控制中常用的8位或16位单片机相步进电机是工业过程中一种能够快速启动、反转和制动的执比，DSP芯片具有更适合于数字信号处理的软件和硬件资源

7、，行元件，其功能是将电脉冲转换为相应的角位移或直线位移。在可用于复杂的数字信号处理算法。TMS320LF2407A是TI(德开环条件下，不仅能够实现静态和动态的定位，而且能够自锁。作州仪器)公司生产的是适用于工控领域应用而设计的一款工控为一种数字伺服执行元件，它具有结构简单、运行可靠、控制方便、型DSP芯片，集成数字I／O、EV、ADC、SPI、SCI、CAN控制器等控制性能好等优点，广泛应用在数控机床、机器人、自动化仪表等丰富的控制资源，这些丰富的片上资源使得它在工业控制中尤领域，尤其是在强凋速度控制、位置控制的伺服

8、系统，例如数控设其是在电机控制应用中比传统的单片机有着无以伦比的优势。备中的刀具陕速定位以及轮廓的定位跟踪系统。1总体方案为了实现步进电机的运动控制，较多采用的一种方案是以系统是面向数控机床位置伺服系统进行设计，为达到实时单片机作为控制系统的微处理器，通过一些大规模集成电路来性控制要求，向位置和Y向位置均由DSP进行控制，而用户控