基于MC56F8323的两相步进电机高速细分驱动模块

基于MC56F8323的两相步进电机高速细分驱动模块

 

　　DSP处理器采用Freescale公司的MC56F8323，56F8300系列被称为“合成控制器”，其含义是该器件采用的是结合了DSP与MCU功能的56800E内核。MC56F8323内核中保留了最常用和最有用的DSP和MCU指令集，简化了编程难度，允许习惯于MCU的设计工程师采用C编译器进行编程，简化了其DSP代码的编译。MC56F8323内部总线结构是一种经过改进的哈佛架构，拥有7条内部程序总线和数据总线，其中2条为32位宽；内部的数据RAM具有两个端口，因此可在单个周期中进行两次存取。这些特性对于处理器的处理控制能力非常重要。

 

　　步进电机细分驱动模块主要由变压器、整流器、MC56F8323、MOSFET桥、电流检测、保护电路等组成。MOSFET桥的开断采用PWM控制，与MC56F8323的PWM模块相连（P3、P4）；细分级选择拨盘开关、电流设置开关、各控制信号与MC56F8323的GPIO相连。MC56F8323及其外围电路图如图3所示。

 

　　

　　模块上电后，系统初始化，MC56F8323检测电机运转方向设置，当MC56F8323接收到步进脉冲信号时，在预先存储的数据库中查找出相应相位的电流值，MC56F8323内置的PWM控制器输出脉冲信号，开启对应的MOSFET功率管，使电机朝设定方向运转；电枢电流流经霍尔器件，产生与电枢电流成比例的电流值，此电流值经过I／V转换放大，输入MC56F8323的A／D转换器输入端，将转换结果与数据库中对应相位的预定值比较，如果电枢电流小于预定值，PWM继续有效，MOSFET导通；若电枢电流大于预定值，PWM无效，MOSFET断开；延迟一段时间后，PWM重新有效，系统继续对电枢电流进行检测，如此反复，直到下一个步进脉冲到来，系统从数据库中查找出新的预定电流值，转换结果将与此值作比较，输出对应的PWM，控制MOSFET的工作状态。

　　

　　其他附加功能实现分别如下：通过控制I／V转换器的放大倍数，达到电流可调的目的；系统每接收到步进脉冲，计数器开始计数，新的步进脉冲清零计数器初值，当计数器计数达到0.1s，自动将电机当前电流值减半，进入半电流省电工作模式，便于下次启动；系统试机功能采用MC56F8323片内计数器分频输出的10kHz脉冲信号作为步进脉冲，控制系统运行，以检查系统的工作状况；相位记忆功能使DSP记住数据库访问的当前位置，下次步进脉冲将从当前位置向下、向上取得新的各相电流预定值。