摘要：在全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)中，式光電編碼器作為位置傳感器越來越普通?；诖私榻B了以DSP為微處理器，通過MMI4832接口芯片，對(duì)ROC425式光電編碼器進(jìn)行位置采集的設(shè)計(jì)方法，并給出了實(shí)用程序的編寫方法。

　　現(xiàn)代高的機(jī)電一體化產(chǎn)品，對(duì)伺服系統(tǒng)的要求越來越高。高性能伺服電動(dòng)機(jī)、控制器、變流器及高性能的位置和速度傳感器等都是伺服系統(tǒng)不可少的組成部分，特別是高性能、高的傳感器是伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在某種意義上說，機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能優(yōu)劣主要取決于傳感器的性能。本文利用DSP通過接口芯片MMI4832完成對(duì)式光電編碼器進(jìn)行位置采集。該系統(tǒng)具有高，易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)系統(tǒng)采用了TI公司的TMS320F2812作為主處理器，通過專用接口芯片MMI4832與式光電編碼器相連，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　TMS320F2812是TI公司發(fā)布的一款具有很高性價(jià)比、適用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的DSP.ROCA25是德國海德漢公司生產(chǎn)的一款25位單圈的式光電編碼器，其接口協(xié)議為EnDat2.2,MMI4832是其專用接口芯片。

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　TMS300F2812與MMI4832及ROC425的接口硬件電路如圖2所示。

　　電路部分主要分為DSP芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和MMI4832的接口設(shè)計(jì)。下面分別給與介紹：

　　2.1 TMS320F2812型DSP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　?。?）電源和復(fù)位部分本設(shè)計(jì)采用外部5 V直流電壓供電，通過DC/DC器件產(chǎn)生3.3 V的供電電壓和1.8 V的內(nèi)核電壓。本設(shè)計(jì)的復(fù)位信號(hào)分兩種：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位由芯片MAX803產(chǎn)生，手動(dòng)復(fù)位由電阻和電容組成的電路產(chǎn)生。

　　（2）時(shí)鐘部分為DSP芯片提供時(shí)鐘一般有兩種方法：采用晶體和采用外部有源時(shí)鐘芯片。本設(shè)計(jì)采用前者，它利用DSP芯片的X1和X2之間連接一晶體可啟動(dòng)內(nèi)部振蕩器。

　?。?）仿真部分這一部分將作為程序的調(diào)試和燒錄所用。2812芯片提供了5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG信號(hào)（TRST、TCLK、TMS、TDI、TDO）和兩個(gè)仿真引腳（EMU0、EMU1）。

　　2.2 MMI4832接口設(shè)計(jì)

　?。?）與DSP接口設(shè)計(jì)。由于MMI4832芯片的輸入輸出信號(hào)為5 V,而DSP的輸人輸出信號(hào)為3.3 V,這就存在一個(gè)DSP與MMI4832之間的電平轉(zhuǎn)換問題。本設(shè)計(jì)的電平轉(zhuǎn)換接口通過74LVCA245來完成。

　?。?）與式光電編碼器ROCA25接口設(shè)計(jì)。由于編碼器為了滿足長距離安裝的要求，其信號(hào)需要差分收發(fā)。本設(shè)計(jì)差分收發(fā)接口通過MAX 485來實(shí)現(xiàn)。

　　2.3 MMI4832介紹

　　（1）MMI4832功能模塊框圖見圖3.

　?。?）MMI4832模塊引腳定義見表1.

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 軟件流程（見圖4）

　　3.2 編程示例

　　關(guān)于MMI4832編程規(guī)范和EnDat2.2的定義可參考相關(guān)英文資料，由于篇幅原因，本文不再贅述。

　　本設(shè)計(jì)的軟件部分代碼如下：

　　4 基于DSP的位置采集系統(tǒng)的應(yīng)用

　　本文實(shí)現(xiàn)的DSP通過MMI4832接入式光電編碼器的設(shè)計(jì)，很好地完成了伺服控制系統(tǒng)中位置環(huán)的實(shí)現(xiàn)。另外在交流伺服系統(tǒng)中，還可以用該方法完成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測，進(jìn)而完成速度環(huán)及電流環(huán)的實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)成功地解決了伺服系統(tǒng)中的位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的主要工作，為伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員提供了一種行之有效的解決方法。

　　5 結(jié)束語

　　本文給出了以DSP為處理器的位置采集設(shè)計(jì)方法，介紹了其硬件接口設(shè)計(jì)原理及軟件實(shí)現(xiàn)方法。該設(shè)計(jì)能夠穩(wěn)定可靠、快速靈活地完成伺服系統(tǒng)位置采集，現(xiàn)在已成功應(yīng)用于全數(shù)字伺服系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn):

[1]. TMS320F2812 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/TMS320F2812_1116432.html.
[2]. MAX803 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/MAX803_2040370.html.