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1、鉴于TMS320LF2407A的沟通电机驱动控制器平台设计报告姓名：班级：学号：目录鉴于2407A的沟通电机驱动平台控制板设计报告.1一、课程设计目的1二、2407A介绍.1三、整体设计2四、详尽设计31最小系统32检测电路53转速给定64PWM输出75保护及故障办理电路76显示及人机交互电路77通讯电路8五、总结9鉴于2407A的沟通电机驱动平台控制板设计报告一、课程设计目的：1初步掌握沟通电机驱动控制器的原理和构造2掌握沟通电机驱动控制各个部分的实现原理和方法3掌握电机控制专用DSP的原理和使用4掌握电机驱动控制中的电力电子电路原理和使用方法5PROTEL原理图和印刷电路图的设计二、240
2、7A介绍TMS320LF2407A是TI企业C2XX系列DSP，内核和I/O均采用3.3V供电，因此功耗较低。2407A的运行速度最高可达40MIPS，内部集成了2个8通道的AD变换器。同时，2407A还集成了两个特地用于电机控制的事件管理器（EV）。每个 EV包括两个16位通用准时器，3个捕获单元，一个光电编码器接口模块，可以输出8路16位PWM信号，并可以插入死区。其余，2407A还包括SCI、CAN、SPI等接口模块及大量I/O接口。由于2407A性能相对优秀，而价钱相对较低，因此在电机控制、电力电子等领域获得了宽泛使用。三、整体设计控制板电路要素：1，DSP最小系统2，速度反应电路3，
3、电流反应电路4，速度给定电路5，PWM输出保护电路6，功率板接口电路7，HMI和通讯接口电路8，其余电路在众多的沟通电机控制系统中，矢量控制技术性能最正确，但也最为复杂。依照矢量控制技术的要求，系统经过测量电机的转速、定子电流、定子电压，依照必定的控制算法调理PWM波的输出，实现电机的转速及转矩控制。同时考虑到电路的启动和运行安全、人机交互及通讯等，将系统的控制部分整体构造设计以以下图所示：系统主要包括：DSP核心系统，电流、电压、转速、温度等检测电路，转速的给定电路，PWM输出及保护电路，通讯接口电路，人机交互模块，以及一些其余的保护电路。四、详尽设计依照整体设计，对各个子模块的设计以下：1
4、最小系统DSP最小系统是保证一个DSP可以正常运行的最小系统，除了DSP，还包括电源模块、片外储蓄器模块、JTAG接口、振荡及锁相环电路。电源模块：控制板是一个3.3V和5V混淆的系统，外面为控制板供应的只有 5V电源，因此需要使用电源芯片将5V转变为3.3V。并且，供应AD模块作为基准电压的电源VCCA（3.3V）是模拟信号，要和3.3V的数字电源间隔。其余，还应加上复位电路，实现上电复位和硬件复位。设计的电路以下：电源变换电路复位电路片外储蓄电路：由于LF2407A内部储蓄空间有限，因此必定外接储蓄芯片扩展，以实现程序的在线下载仿真。系统采用64KX16位的IS61LV6416SRAM芯片
5、来扩展，将PS、DS相和后，作为片选信号，可以同时扩展程序空间、数据空间。设计电路以下： JTAG接口电路：C2XX系列DSP需外接仿真器实此刻线仿真，LF2407A采用 14针的JTAG作为仿真接口。电路以下：振荡及锁相环电路：LF2407A内部集成有振荡电路，只要外接晶振实现起振即可，系统采用20Mhz的晶振。同时，LF2407A内部集成有锁相环电路（PLL），可实现倍频，但须外接滤波电路。电路设计以下：2检测电路系统需采集定子电流、母线电压和实质转速参和控制，同时需采集电力电子器件的温度及泵升电压以保证安全运行。经过功率板及电机上的传感器采集数据，经过控制板的调理，送入DSP实现AD变换
6、。电流检测：电流采集经过电压型电流霍尔传感器实现，将霍尔传感器的输出经过滤波、分压后输入DSP。由于三相电流只有两项独立，因此只要采集两路电流即可。电流检测办理电路设计以下：电压检测：电压检测采用电阻分压的形式实现，经过模拟光耦差分输出到控制板，经过控制板的滤波、调理后输入DSP实现AD变换。设计电路以下：温度检测：为保证电力电子器件(IGBT或IPM模块)的安全，应检测器件的温度，当温度过高，采用必定措施，防范器件破坏。系统采用热敏电阻(HTC)温度传感器在功率板上采集温度，经过控制板的调理输出DSP。电路以下：其中电阻R67的阻值大小依照传感器来采用。转速检测：转速经过安装在电机轴上的光电
7、编码器来检测，看法编码器输出的差分信号经过控制板的调理，将A、B、Z三路信号中的A、B输入到EV的QEP模块，实现转速测定。电路以下：考虑到同步电机的控制，因此系统还应检测U、V、W，电路完好相同。3转速给定转速的给定可以经过数字方式给定，也可以经过模拟的方式给定。系统采用模拟给定的方式，经过调理电位器分压，输入到DSP的AD模块，来实现转速的设定。电路以以下图：4PWM输出系统经过输出PWM波，经光耦间隔来控制电力电子器件的开通和关断。设计的PWM输出电路以下所示，缓冲器74HC245用来增强PWM输出引脚的驱动能力。系统采用PWM低有效，应保持同一桥臂上的器件不一样样时导通，为保证安全，将
8、PWM信号经过或、和非后作为缓冲器的输出赞同信号。当随意一桥臂上的两个信号同时有效时，PWM信号将不可以输出。5保护及故障办理电路系统将功率板上输入的故障信号输入到DSP的PDPINTA引脚，当出现过压、过流等故障时，系统将产生中断，进行相应的故障办理。系统输出的故障办理信号包括PV、FAN。当泵升电压过高时，PV信号有效，控制母线间的开关器件开通，经过电阻耗能。当器件温度过高时，FAN信号有效，翻开电扇。其余，还有SFT信号用来实现软启动。6显示及人机交互电路系统包括四位数码管来显示转速（实质转速、给定转速），数码管采用静态显示，经过四块CD4094的级联来控制。数据的输入经过SPI接口中的
9、SIMO、CPICLK来实现。电路以下：其余，还有四位拨码开关来进行操作的输入，四个LED灯来指示运行状态。7通讯电路系统设计了串行通讯接口实现和上位PC机的通讯，设计了CAN通讯接口用于扩展通讯。电路以下：串行通讯接口CAN收发接口(1).串行通讯接口串口通讯口（SCI）是一种采用两根信号线的异步串行通讯接口。MAX3232是RS232的专用收发器件，进行典型连结，以此来进行通讯。采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时可以实现真实的RS-232性能，器件仅需四个0.1uF的外面小尺寸电荷泵电容。max3232保证在120kbps数据速率，同时保持RS-232输
10、出电平。max3232拥有二路接收器和二路驱动器，供应1uA关断模式，有效降低功能并延缓便携式产品的电池使用寿命。关断模式下，接收器保拥有效状态，对外面设施进行监测，仅耗费1uA电源电流，max3232的引脚、封装和功能分别和工业标准MAX242和MAX232兼容。其中232RX是RS232的接收数据端；232TX是RS232的发送数据端；SC1TXD是 TTL/CMOS的输入端，SCI异步串行口接收数据引脚；SC1TXD是TTL/CMOS的输出端，连结到DSP板的SCI异步串行口发送数据引脚。DB9头各管脚定义：1、载波检测DCD；2、接收数据RXD；3、发送数据TXD；4、数据终端准备好D
11、TR；5、信号地SG；6、数据准备好DSR;7、恳求发送RTS；8、除掉发送CTS；9、振铃提示RI(2).CAN收发接口由于TMS320LF2407A采用3.3V供电，因此我们采用了3.3V供电的CAN总线收发驱动芯片SN65HVD230(VP230)，供应对总线的差动收发和接收功能。五、总结第一感谢老师为本次课设付出的勤劳，及本组同学的支持。我此次主要做的部分是通讯电路部分，诚然这部分比较简单，但从前对通讯接口方面的知识认识很少。经过查找这方面的资料并学习，基本掌握了其原理。我们设计的通讯电路主要有两部分，一是串口通讯接口，另一部分是CAN收发接口。这部分电路有比较成熟的模块，但是在设计过程中应注意供电电压和对应芯片的选择。内容总结内容总结
