基于LPC2124的超聲波電機驅動控制系統
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1．3．2 溫度采集模塊
由于超聲波電機的諧振頻率除與電機結構密切相關外，與電機工作環境也很相關，而溫度是其中非常重要的一個因素。因此本系統中加入了溫度傳感器，來檢測環境溫度，用于研究溫度因素對電機啟動的影響。溫度傳感器芯片選用了LM75芯片，其中SDA和SDL與LPC2124的SDA和SDL相連，且需接上拉電阻。LM75是I2C接口的溫度傳感器，測量溫度范圍為-55～125℃，LM75已經把當前溫度轉換為數字值，LPC2124可以直接讀出使用。LM75上電后即可正常工作，無需發送命令去設置或初始化啟動。電路系統中將LM75芯片的A0～A2引腳接地，所以其從機地址為0X90，在LPC212A采用主模式I2C的數據接收模式時，LM75從機被讀的地址為0X91。LM75內部有4個寄存器，這4個寄存器是通過I2C擴展地址進行訪問的，它們的擴展地址為0X00、0X01、0X02、0X03。溫度值的寄存器地址為0X00，這是一個16位的只讀寄存器，其溫度值只使用了D15～D7位表示，低7位數據無效。在讀溫度寄存器時，連續讀出兩字節數據，而不用擔心LM75內部自動增加子地址。其中D15位為0時表示正溫度，為1時表示負溫度。D14～D7為8位溫度值，最低有效位等于0．5℃。所以當溫度為正時，溫度T=(D14-D7)／2；當溫度為負時，需要對(D14～D7)取補碼，所以溫度T=(-(D14-D7)+1)／2。
1. 3. 3 轉速、位置檢測模塊
轉速和位置檢測電路如圖3所示。目前在超聲波電機轉速或位置方面的研究中，由于光電編碼器精度高等原因，所以采用對多的方法就是利用光電編碼器來檢測轉速或位置。但如果在震動劇烈等相對惡劣環境下，光電編碼器一般就不可靠了，所以本文采用霍爾傳感器ATS642 LSH結合安裝在電機轉子上的凹凸齒輪來檢測轉速或位置。ATS642LSH輸出的是電流信號，其在電機每轉過一個齒輪時，輸出的電流發生變化，輸出電流的典型值是高為14 mA，低為7 mA。利用一個100 Ω的電阻(圖3中R12)，將電流轉換為電壓信號。此時，高電平為1．4 V，低電平為0．7 V，與1 V的參考電壓比較，即可將電壓信號轉換為方波信號。將該方波信號連接到LPC2124，控制器就可以利用方波信號的頻率和個數，推算出電機的轉速和位置狀況。本文引用地址：http://www.104case.com/article/162117.htm
2 PWM的控制
LPC2124的脈寬調制器建立在PWM專用的標準定時器之上，通過匹配寄存器及一些控制電路來實現PWM的輸出。脈寬調制器共有7個匹配寄存器，可實現6路單邊沿控制PWM輸出或3路雙邊沿控制PWM輸出，或兩者的混合輸出。
由于不能同時產生四路依次相差90°的PWM信號，所以只輸出兩路方波信號，經或非門反相產生另外兩路信號。通過PWM240UT函數(如下)設置LPC2124的PWM相關控制寄存器后，P31、P33(PWM2、PWM4)輸出兩路方波信號。
利用LPC2124內置的10位逐次逼近式A／D轉換器，調節微調電阻改變輸入的電壓值，來調節輸出的PWM頻率。由于是10位A／D，所以頻率線性調節范圍(f，f+1 023δ)，其中f為輸出的最低頻率，δ為調頻精度。f和δ根據電機情況設定相應的值。本課題中，電機諧振頻率為33．67 kHz，設置的最低頻率f為30 kHz，δ為10Hz，頻率調節范圍為30 000～40 230 Hz。
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