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　　1 引 言

　　直流伺服驅動器憑借其優異的驅動性能，在工業、醫療、國防等領域有著廣泛應用。典型的直流伺服驅動器的結構如圖1-1所示。整個系統是由電流環、速度環和位置環構成的多環控制系統。傳統的伺服驅動器使用運放為核心的模擬電路構成，其有結構復雜、參數調整不易和系統性能易受環境影響等缺點。隨著微處理器技術、模擬數字接口技術和功率半導體技術的長足發展，現代的直流伺服驅動器普遍采用由微處理器為核心的數字控制系統。以微處理器為核心的伺服驅動器不但可以方便實現以前用模擬電路無法實現的控制算法，并且有著結構簡單、參數調整方便、系統性能對環境參數不敏感等優點。同時，數字控制系統還可以充分利用成熟的網絡連接技術，實現多機并行運行。

　　?1-1

　　2 芯片特性簡介

　　SPMC752313A是μ’nSP?系列產品的一個新成員，是凌陽科技新推出的專用于電機驅動的16位微控制器。其擁有性能出色定時器和PWM信號發生器。可以方便的實現各種電機伺服驅動方案。

　　SPMC75F2313A在4.5V~5.5V工作電壓范圍內的工作速度范圍為0~24MHz，擁有2K字SRAM和32K字閃存ROM；最多33個可編程的多功能I/O端口；4個通用16位定時器/計數器（其中有一個電機驅動專用PWM波形發生器，一個位置偵測接口定時器），且每個定時器均有PWM發生的事件捕獲功能；2個專用于定時可編程周期定時器；可編程看門狗；低電壓復位/監測功能；8通道10位模-數轉換。在這些硬件外設的支持下SPMC75F2313A在電機控制領域有相當優秀的表現。SPMC75F2313A的特性如下：

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　　3 系統總體方案介紹

　　本伺服驅動器主要由凌陽SPMC75F2313A、由IRF540組成的功率全橋和各種接口模塊組成，其結構框圖如圖 3-1所示。驅動器使用帶電流環的位置伺服結構，其中位置伺服環可根據需要選擇是否接入系統。驅動器使用20KHz的雙極性PWM，以保證系統良好的動態性能。

　　3-1

　5-1

　　各控制環的核心服務子程序的流程如圖 5-2所示。這幾部分是整個系統的核心，其性能也決定了整個驅動器的性能。因此，這幾部分使用純匯編編寫，相應的PID算法也根據不同控制環的特點進行相應的結構調整和性能優化。以最大限度保證這幾部分程序的性能和實時性。

　　圖 5-2 PWM周期中斷服務子程序流程圖

　　系統控制部分是整個系統協調的心臟。整個系統都在其協調下有條不紊的工作。這部分主要是根據系統設置和當前系統的狀態給出相應的控制信息，以確保系統的可靠運行。

　　人機接口界面程序，這部主要是為用戶提供一個簡單易用的交互接口，以方便用戶對驅動器的可靠控制。包括驅動器的起停、各種運行參數的設置都在這一層面上進行。

　　6 結 語

　　通常，在開發伺服驅動設備的過程中，需要編寫實時性、程序可讀性強的代碼，這時就需要采用混合編程。而凌陽的m’nSP? IDE具有良好的編程環境，它可以很輕松、容易地進行混合編程（在C程序中調用匯編程序，在匯編程序中調用C程序）。

　　該系統用了SPMC75F2313A三個定時器和約30個IO口資源，其實SPMC75F2313A的資源相當豐富。因其有專業的電機驅動硬件支持，電機驅動系統開發變得相對簡單。因此，基于SPMC75F2313A的電機伺服驅動器系統在工業、醫療、國防等領域有廣闊的應用前景。