伺服電機控制電路部分采用高性能電機控制器ADMC401，它是美國模擬器件公司(ADI)推出DSP芯片中的高檔產品。ADMC401是面向電機控制的高性能數字信號處理器,它以ADSP-2171為內核，輔以完備的電機控制外設。其中包括8路12位A/D轉換系統、三相16位PWM產生單元、兩路輔助PWM輸出及用于位置反饋的增量式碼盤接口。另外ADMC401還包括12路數字I/O口、事件捕獲單元及內部定時器等設施，為開發快速、高精度的電機控制系統提供了完善的硬件設施。

　　ADMC401內部提供了2K×24位的內部程序RAM、2K×24位的內部程序ROM和1K×16位的內部數據RAM;程序及數據RAM的內容可由其串口從外部ROM中以同步或異步方式調入。為了滿足實際工程的需要，ADMC401還提供了外部存儲器的擴展能力，用戶最多可以直接尋址片外 14K×24位的程序存儲器和13K×16位的數據存儲器[4]。ADMC401是整個伺服系統的核心,具有高速的運算能力、較高的采樣精度,外設配置性能和功能較強,能勝任實時性要求高的伺服控制任務。本系統用它來實現矢量變換、電流環、速度環、位置環控制以及PWM信號發生、各種故障保護處理等。

　　系統軟件設計

　　上位機軟件設計

　　上位機主控計算機是整個系統的核心，通過CAN接口卡與CAN總線相連，負責系統的管理、運動規劃以及通訊功能。其上位PC機軟件設計包括網絡管理，參數管理，狀態管理三個部分。

　　l 網絡管理 設置CAN接口卡工作波特率和本機節點地址，同時初始化CAN控制器SJA1000，以及DeviceNet各個對象類，并且檢查此網絡中是否設置重復的節點地址。因為PC機的CAN卡初始化要涉及CAN卡與PC機的聯系工作，所以要對CAN通訊適配卡的各個寄存器進行配置，設置中斷向量、通信波特率和濾波接收碼以及中斷屏蔽字等參數，為正常通訊做好準備工作。另外此部分還要完成掃描網絡中的節點，并與從機節點建立連接的功能。 DeviceNet是面向連接的網絡，兩個節點之間首先建立連接然后才能夠通訊，本設計中只采用僅限組2的從設備建立連接，其建立連接是通過“分配預定義主/從連接組”來完成的。

　　l 參數管理 完成伺服系統的各個參數字或者控制字的讀取修改工作，這些參數包括伺服電機的內部參數Kp、Ki、Kd等以及針對雷達系統的參數: 雷達扇掃中心角度、扇掃范圍、扇掃速度、手輪方式中的手輪與天線的轉速比、運行模式選擇(第26號參數，其中0—手輪方式，1—勻速掃描方式，2—扇掃方式，4—接收停方式)。一般情況下，對各個控制字參數的讀寫操作類似于對各個參數的讀寫操作。在本設計中為了簡化軟件設計，我們可以對31號參數的讀寫操作來完成對16個控制字的讀寫操作，實現過程如下:第31號參數為控制字參數，是由16個控制字按照STA-15至STA-0順序組合而成的一個整型數，這樣對控制字參數的讀寫操作的同時也就完成了對16個控制字的讀寫操作。

　　l 狀態管理 能夠反應伺服電機當前的運動狀態，如實際位置，速度指令，力矩反饋，速度反饋，指令偏差等。這樣給我們觀察伺服電機當前狀態提供了一個直觀方便的平臺。

　　下位機軟件設計

　　下位機通信部分的單片機完成I/O數據過程的自動控制作業，包括輸入輸出數據的解包下發、打包上傳，以及故障事件記錄、報警等工作。通信卡采用定時中斷方式與CAN總線的控制卡節點頻繁地交換各自通信緩沖區的數據，以確保系統I/O數據的實時性，同時縮短了整個系統響應時間。圖3示出程序框圖。

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　　下位機初始化完成后，則進入等待中斷狀態。下位機的通訊過程是通過單片機訪問CAN控制器寄存器來實現的，單片機對CAN控制器的寄存器訪問是作為單片機的外部存儲器訪問的，每個寄存器的地址為SJA1000的首地址與SJA1000內部相對地址之和。單片機采用中斷方式接收數據。CAN控制器 SJA1000接收到上位機的數據并且當接收緩沖區有空余空間時，接收的數據被依次放在SJA1000的接收緩沖區中，這是有硬件自動完成的。當調用清除命令清除接收寄存器中的數據后，FIFO接收緩沖區會把數據填充到已清空的接收寄存器中，同時回答一個中斷信號。單片機把這個中斷信號作為單片機的外部接收中斷，單片機響應接收中斷后讀出CAN控制器中的接收緩沖區數據并保存，再清空CAN控制器的接收寄存器。

　　在設計本系統軟件時, 開發工具使用Borland C++語言 。因Borland C++是一種可視化、面向對象的C++程序設計語言快速開發工具,具有簡單直觀和功能強大的特點。在Borland C ++集成開發環境下,可以方便的編寫PC機的通訊程序。

　　以PC機A作為主機,伺服驅動器和PC機B作為網絡中的2個節點，設置主機節點地址和通訊波特率后，對網絡進行掃描建立連接，可以正確掃描到兩個在線節點，如圖4是讀取伺服驅動器各個參數值。

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　　結語

　　實際運行結果表明:本系統具有可靠性高、實時性好、易于維護等特點,達到了設計所需的要求。