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于GAL器件的步进电机管制器的斟酌与策画

作者:澳门网上平台 来源:澳门网上开户 时间:2019-11-18 点击:

  步进电机普及使用于对精度条件较量高的运动操纵编制中,如呆板人、打印机、软盘驱动器、画图仪、呆滞阀门操纵器等。目前,对步进电机的操纵要紧有由涣散器件构成的环形脉冲分派器、软件环形脉冲分派器、专用集成芯片环形脉冲分派器等。涣散器件构成的环形脉冲分派器体积较量大,同时因为涣散器件的延时,其牢靠性大大低浸;软件环形分派器要占用主机的运转时期,低浸了速率;专用集成芯片环形脉冲分派器集成度高、牢靠性好,但其符合性受到节制,同时开荒周期长、需求用度较高。通用阵列逻辑GAL(Generic Array Logic)是美邦Lattice公司研制的一种电可擦除的可编程的新型PLD器件。近几年来,GAL以其高机能、高牢靠性、可擦除及输出逻辑组织可组态等性格和100%的制品率,取得高大用户的信任。它能够用来组成译码器、优先级编码器、众途开闭、较量器、移位寄存器、计数器、总线仲裁器等。采用对三相步进电机举行操纵,不只简化了编制的组织,低浸了本钱,并且编程聪明简单,降低了编制的牢靠性,使编制具有更强的符合性。

  矩角性格是步进电机运转时一个很厉重的参数,矩角性格好,步进电机启动转矩就大,运转不易失步。改进矩角性格大凡通过增补步进电机的运转拍数来完成。三相六拍比三相二拍的矩角性格好一倍,以是正在许众情形下,三相步进电机采用三相六拍运转体例。三相步进电机任务正在三相六拍运转体例时,每个状况的变革使电机转动1/6齿距,三相饱舞顺序为A-AB-B-BC-C-CA共六拍,对适时序如图1所示。A、B、C分散代外接到三相步进电机A相、B相、C相绕组的驱动脉冲。

  广泛,步进电机的脉冲操纵是由逻辑电途完成的。正在盘算推算机操纵的编制中,也能够通过编制法式,由扩展I/O口输出脉冲来肯定电机的运转体例、偏向及转速。这种体例电途容易、操纵聪明,但占用CPU的时期过众,每次驱动电机时,PC机都得被占用。本文采用可编程逻辑器件(PLD)中的GALl6V8打算逻辑电途。正在此,选三个操纵信号:(1)启动操纵信号S,当S=1时为终止,S=0为启动;(2)正反转操纵信号D,当D=1时电机正转,D=0时电机反转;(3)转速切换信号R和C,当R=0、C=0时,频率为fck;R=1、C=1时,频率为fck/2。步进电机的转速广泛都是通过蜕变时序脉冲的频率来操纵的,以是这里用频率来暗示转速的蜕变。因为GAL器件一共触发器的时钟是连正在一同的,不行同时引入两种以上频率的时钟,以是从改制组合逻辑局限人手,抵达对电动机转速的二分频操纵。同理也能够完成四相八拍、五相十拍、六项十二拍的步进电机操纵,这就比专用的集成电途效用更强。

  若采用集成电途芯片来完成三相六拍步进电机的操纵,所用器件较众,电途大凡较量庞大。为了知足电机转速的二分频,正在同临时钟频率操纵下,务必诈欺一个D型触发器,通过C插足组合逻辑来完成。其逻辑电途如图2所示。CK为操纵信号,三个D型触发器的输出O、P、Q分散接步进电机的三项绕组。依据步进电机驱动相数及操纵条件,务必有相应于相数的延迟触发器维系现态与次态间的转换进程。对此,可诈欺GAL中八个输出逻辑宏单位中的三个来杀青,电机的任务状况(O、P、Q)中的现态与操纵信号(S、R、D)可通过GAL的与、或阵列组合逻辑来杀青。

  遵从电机的饱舞顺序,正在时序脉冲效用下,时序电途的状况将正在六个状况中轮回,驱动电机运转。这里用a、b、c、d、e、f分散暗示其六个状况,即a=100、b=110、c=010、d=011、e=001、f=101。依据逻辑电途图可得其状况外,如外1所示。

  2.2 状况线可得状况线所示。外中O、P、Q状况是正在时钟脉冲操纵下变革的,正在操纵变量的操纵下,肯定电机的启动、转向和转速巨细。

  正在卡诺图中,输入变量分两排暗示,变量的取值秩序遵从轮回码罗列。这种罗列技巧使得卡诺图中几何上相邻的两个小方块所代外的最小项只要一个变量差别这恰是诈欺卡诺图化简逻辑函数的根蒂。

  (1)遵从起码、最大的规则(即圈数起码,圈内的最小项个数尽可以众)圈起一共取值为1的相邻相。

  (2)卡诺图中四个角与两对边的各项也是相邻的,卡诺图里上、下或驾御局限中对称的项也是相邻的。

  (3)每圈一个矩形圈时,务必起码包括一个正在其它圈中未显示过的最小项,不然显示反复而得不到最简式。

  (4)每一个取值为1的小方块都能够被圈众次,但不行脱漏,最小圈能够只包括一个小方块,即不行简化。

  以O为例,由状况真值外可得其卡诺图,如图3所示。依据圈数和最小项可得其逻辑外达式为:

  选型及引脚变量分派GAL器件有众种型号,依据打算的必要,同时从经济的角度探讨,选用GALl6V8来完成三相六拍步进电机的操纵。

  正在实践输入时不必要列入,说明行以;起初。将上述源文献输入盘算推算机,再对文献举行编译或汇编以天生JEDEC文献、引脚摆设图、熔丝图等。用编程器对GAL器件举行编程,编程器正在编程结局后还具有对编程芯片一共的存储单位举行自愿检讨的效用。

  电途道理图如图4所示,左边为GALl6V8芯片的引线图,S、D、R分散肯定电机的启动、转向和转速巨细,输出O、P、Q分散接电机的A、B、C三个线包。图中只给出一个线包的驱动电途。当心:GAL元件不消的引脚应当直接接地或接电源,不要悬空,不然会增大功耗,低浸抗作对才智。 这种要紧由GALl6V8构成的步进电机操纵器用于对三相六拍任务制步进电机的自愿操纵,既能够独立行使于驱动对象,又能够正在微机处分下运转,且不占用CPU的时期。用一片GAL便能够完成庞大的时序电途,缩小构成编制的体积。借助盘算推算机辅助打算,大大加快了打算速率,裁汰了差池,低浸了本钱,降低了编制的牢靠性和安靖性,且可一再窜改和编程,聪明性极强。

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