基于32位DSP及電機驅動芯片的懸掛運動控制系統設計

　　隨著32位DSP的普及，32位處理器已經成為控制領域的主流產品，與傳統的微處理器相比速度更快、性能更強、資源豐富，更符合發展的腳步。TMS320F28027是一款32位的DSP，具有運算速度快、穩定性高的優點。本文利用TMS320F28027控制兩個步進電機，從而使物體在平面內運動，實現物體在平面內可以任意地畫指定的曲線和圓等。圖1為懸掛系統的模型。

　　1系統總體方案的設計

　　圖2為懸掛系統控制框圖，以TMS320F28027為控制芯片，利用L298N驅動兩個步進電機。步進電機采用42HS4813A4，其額定電流為1.3A，步距角為1.8°，利用LCD-12864液晶顯示被控制物的實時坐標。控制2個步進電機正向、反向轉動來達到物體在平面內任意運動的效果。

　　圖1懸掛系統的模型

　　圖2懸掛系統控制框圖

　　2硬件電路設計

　　2.1 L298N

　　L298N是ST公司生產的一種高電壓、大電流電機驅動芯片。圖3為L298N模塊的電路原理圖。該芯片的主要特點是：工作電壓高，其最高工作電壓可達46V;輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續工作電流為2A;內含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅動器。利用2個L298N來分別控制2個步進電機，步進電機的額定電流為1.3A，同時通2相時，電流為2.6A，L298N可以達到42HS4813A4步進電機的電流要求。

　　圖3 L298N模塊電路原理圖

　　2.2絕對式編碼器

　　絕對式編碼器的精度必須要高于步進電機的精度，所以這里采用的是10位絕對式編碼器。選用的型號是Mini1024J，精度為10位，優點在于采用無接觸霍爾檢測技術，傳感器運行不受灰塵或其他雜物影響，很好克服了基于光學檢測原理的缺點。

　　3系統軟件設計

　　3.1幾何關系1：從任意點移動到任意點算法

　　坐標示意圖如圖4所示，有如下的邊長和角度關系：

　　圖4坐標示意圖

　　3.2幾何關系2：當前位置坐標顯示算法

　　如圖5所示，存在以下的角度和邊長關系：

　　控制代碼如下：

　　圖5坐標示意圖