基于網絡化技術的電機控制系統設計

摘要：設計了基于網絡化技術的電機控制與測量系統方案。給出系統硬件組成，實現6路PWM控制通道，5路電機速度檢測通道，并通過SPl接口與NETCON控制器完成通信。解決了對電機控制系統多路電機中任一路電機的轉速與相位的實時監控，實現了單片機與ARM系列處理器之間的通信。此電機控制系統與嵌入式網絡化控制器組合于一體能夠完成對水箱、數控機床、機械手等模型的控制。
關鍵詞：網絡；電機；ATlmegal28；SPI

將先進的計算技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用以及與Intemet技術相結合己經成為未來嵌入式系統的發展趨勢。這里以A19lRM9200微處理器為CPU，ATmegal28系列單片機，8 MB的Flash和32 MB的SDRAM存儲器，擴展了以太網接口、串行接口等外圍通信設備以及輸入輸出接口，根據處理器和其他接口芯片的要求設計了外圍硬件電路及軟件。實現了用電機控制系統實時監控多路電機的狀態，并且可以控制任一路電機的轉速與相位，解決了單片機與ARM系列處理器之間的通信。

1 系統硬件設計
1．1 主機硬件系統結構
主機硬件系統結構如圖1所示。

1)電源電路 AT9lRM9200需要1．8 V和3．3 V電源，另外，大部分外圍器件需要3．3 V電源，小部分外圍器件還需要5 V電源。此處選用了Sipex公司生產的SPXlll7M3-3．3型低壓差(LDO)穩壓器和SPXlll7M3-1．8型低壓差(LDO)穩壓器進行DC-DC變換后為各個器件提供工作電壓。
2)晶振電路 如圖2所示，晶體振蕩電路用于向AT91RM9200和其他需要時鐘的外設電路提供工作時鐘。本系統使用無源晶體振蕩器X1(18. 432 MHz)和X2(32．768 kHz)作為系統的主振蕩器和慢時鐘振蕩器，其中32．768 kHz晶振為系統提供慢時鐘，18 MHz晶振通過倍頻為系統提供180 MHz的主機時鐘。

3)AT91RM9200處理器 ATglRM9200是Atmel公司基于ARM920T核的高性能、低功耗16／32位RISC微處理器，其最高主頻為180 MHz，其雙向、32位外部數據總線支持8、16、32位數據寬度，26位地址總線可以對最大64 MB空間尋址。是系統的工作和控制中心。
4)存儲器 存儲器模塊包括Flash存儲器和SRAM存儲器2部分。Flash存儲器用于存放引導程序、嵌入式操作系統、用戶應用程序及重要的數據等，即使掉電程序和數據都不會丟失。設計中采用Intel公司生產的28F640J3A，其存儲容量為64 Mb(8 MB)，工作電壓為2．7～3．6 V，采用48引腳TSOP封裝，16位數據寬度。