08 семестр / Разное / Скамко / inform / fujitsu

Рис. 5. Блок/схема канала управления ШД

Рис. 6. Регистр управления

Рис. 8. ШИМ/модуляция

[бит 3] CE: разрешение счета. Этот бит разрешает работу ШИМ-ге- нератора. При его установке в «1», ШИМ-генератор запускается. Второй генератор PWM2 запускается через один машинный цикл после первого. Это позволяет снизить «шумы переключения» в выходных драйверах.

[бит 0] TST: тестовый бит предназна- чен для тестирования процессора. В приложениях пользователя он всегда должен быть установлен в 0 («сброшен»).

Содержимое двух 8-разрядных регистров сравнения (см. рис. 8) определяет ширину импульсов (коэффициент ШИМ-модуляции), как показано на рисунке 8. Значение 00h соответствует заполнению 0%, а FFh – заполнению 99%.

Для изменения значения коэффициента ШИМ-модуляции необходимо занести в регистры сравнения новое значение, после чего записать «1» в бит BS (Update bit) селекторного регистра, показанного на рисунке 9.

Селекторные регистры служат для переключения режимов работы выходов контроллера управления ШД. Рассмотрим назначение отдельных битов этих регистров.

[бит 14] BS: бит модификации (Update bit) устанавливается для синхронных модификаций установок выходов ШИМ-генератора. Любая модификация в обоих регистрах сравнения или в регистрах-селекторах не будет выполнена, пока это этот бит не будет установлен. При записи «1» в этот бит все изменения будут выполнены в конце текущего ШИМ-цикла. Бит автоматически обнуляется в на- чале следующего ШИМ-цикла.

[биты 13 – 11] P2 – P0: эти биты выбирают режим для вывода PWM2P0.

[биты 10 – 8] M2 – M0: то же – для вывода PWM2M0.

[биты 5 – 3] P2 – P0: то же – для вывода PWM1P0.

[биты 2 – 0] M2 – M0: то же – для вывода PWM1M0.

Рис. 10. Фрагмент управляющей программы управления позицией шагового

двигателя

Рис. 11. Фрагмент управляющей программы

Рис. 12. Фрагмент программы определения «псевдо/кода»

Таблица 4. Значения битов и подключаемые обмотки

Таблица 5. Квадранты и соответствующие им значения регистров

смотреть уменьшение скорости вращения при подходе к желаемой позиции (см. представленный ниже фрагмент программы).

Для изменения позиции шагового двигателя программа пользователя должна установить процедуру обработки прерывания по переполнению перезагружаемого таймера. В этой процедуре для управления внешними выводами должны перезагружаться регистры сравнения и устанавливаться сигналы «OE» в регистре управления. Значение периода переполнения перезагружаемого таймера выбирается так, чтобы обеспечить плавность движения выходного вала ШД.

Приведенный фрагмент (см. рис. 10) иллюстрирует управление позицией ЩД за счет установки требуемого параметра в управляющей программе.

Требуемая позиция (значение для сравнения сигнала от входных сенсоров) устанавливается переменной «uiRequiredPosition» в пределах одного шага. Эта переменная модифицируется в обработчике прерывания перезагружаемого таймера до тех пор, пока текущая позиция ротора не совпадет с требуемой. Наличие рассогласования между требуемой и текущей позициями означает, что вал двигателя еще не достиг требуемой позиции.

Селекторный регистр используется для установки нужного квадранта магнитного потока. Например, для двухполюсного двухобмоточного ШД существует четыре различные позиции, в которых может находиться ротор. В зависимости от квадранта программируются регистры сравнения и селекторные регистры, что обеспечивает необходимый поворот ротора.

В предлагаемом примере используется только один из четырех каналов управления ШД, и именно к этому каналу должен быть подключен двигатель. Четыре возможные квадранта могут быть запрограммированы установкой соответствующих значений битов P1 и M1 в селекторных регистрах PWS1 и PWS2. Программирование этих взаимно исключающих квадрантов показано в таблицах 4 и 5.

Четыре квадранта и соответствующие им значения регистров представлены в таблице 5.

Значение регистров сравнения определяет ширину импульса ШИМ. Для сглаженности движения из 256 возможных значений этих регистров выделены 32 (по одному на каждый шаг), представленные следующей таблицей (см. рис. 11).

Таким образом, «псевдо-код», реализующий сравнение и выбор для первого квадранта может выглядеть следующим образом (см. рис. 12).

Рис. 13. Условие, необходимое для достижения нужной скорости ротора

Рис. 14. Алгоритм программы управления ШД

Рис. 15. Соединение ШД и контроллера MB90F598

Максимальная скорость вращения определяется физическими возможностями шагового двигателя. При этом скорость регулируется изменением размера шага. Более «длинные» шаги соответствуют большей скорости движения. Необходимо точно устанавливать значе- ния в регистрах сравнения так, чтобы обеспечить снижение скорости по мере приближения к желаемой позиции.

Следовательно, смещение ротора при движении из текущей позиции к желаемой, определяет скорость. Для достижения нужной скорости можно использовать следующее условие (см. рис. 13).

Так, уменьшая переменную «CurrentOffset», можно последовательно снижать скорость при достижении требуемой позиции или максимальной скорости. Ротор может вращаться в двух направлениях: по часовой стрелке и наоборот. При смене направления движения необходимо обеспечивать торможение и разгон ротора. Алгоритм программы показан на рисунке 14.

Заключение

Испытать шаговый двигатель можно используя конструктор FUJITSU. Установленный в конструкторе контроллер MB90F598G позволяет подклю- чать до четырех шаговых двигателей. Конструктор содержит минимальное число элементов, необходимых для работы контроллера, интерфейсные элементы (для подключения к PC), а также макетное поле. Программа может быть подготовлена в интегрированной среде разработки SOFTUNE V3.0 и загружена в контроллер через последовательный порт персонального компьютера при помощи утилиты загрузки Flash Memory Writer.

Для полноценной работы необходимы следующие компоненты:

–конструктор FUJITSU или фирменный конструктор FLASHCAN2 Board, Part No. FLASHCAN2- 100MP-M06;

–микроконтроллер MB90F598 (входит в состав коструктора);

–шаговый двигатель;

–соединительные провода;

–кабель RS-232;

–компьютер с установленной SOFTUNE V3.0;

–прикладная программа;

–программа загрузки контроллера;

–источник питания (5 В; 0,5 А). Схема подсоединения одного шаго-

вого двигателя к контроллеру (конструктору), приведена на рисунке 15.

ЛИТЕРАТУРА

1.MB90F598 Data Sheet.

2.MB90F598 Hardware Manual.