解讀嵌入式系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)原理

小嵌

  

（文章來源：電子工程網(wǎng)）

嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備，核心是由一個(gè)或幾個(gè)預(yù)先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)的微處理器或者單片機(jī)組成。

采用DSP芯片和外圍電路構(gòu)成速度捕獲電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器采用微控制芯片和外圍電路構(gòu)成了電流采樣、過流保護(hù)、壓力調(diào)節(jié)等電路，利用CPLD實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的邏輯換相。賽車剎車控制器是由防滑控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器組成。兩個(gè)控制器都是以DSP芯片為核心。

  

防滑控制器主要是以滑移率為控制對(duì)象，輸出給定的剎車壓力，以 DSP芯片為CPU，外加賽車和機(jī)輪速度信號(hào)調(diào)理電路等。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器主要是調(diào)節(jié)剎車壓力大小，并且控制電動(dòng)機(jī)電流大小，也是以DSP芯片為CPU，再加外圍電路電動(dòng)機(jī)電流反饋調(diào)理電路、過流保護(hù)電路、剎車壓力調(diào)理電路、四組三相全橋逆變電路等構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器。

信號(hào)處理電路：賽車防滑控制器主要是以滑移率為控制對(duì)象，防止賽車打滑，由滑移率的偏差大小調(diào)節(jié)后輸出壓力參考值，以跟蹤給定的滑移率大小。防滑控制器上必須有賽車前輪和剎車機(jī)輪速度信號(hào)的調(diào)理電路，主要是為了得到反饋的滑移率。賽車速度信號(hào)是以自由滾動(dòng)的賽車前輪速度信號(hào)代替。

  

在賽車的前輪與剎車機(jī)輪上都裝有測(cè)速傳感器，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)速傳感器會(huì)產(chǎn)生正弦波形式的交流信號(hào)，機(jī)輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，測(cè)速傳感器發(fā)出50個(gè)周期的正弦交流信號(hào)。正弦交流信號(hào)的振幅隨輪子速度的變化而變化，其信號(hào)為偏壓2.5V，峰值為0.3V，最大信號(hào)幅值不超過5V的正弦波信號(hào)。

電流采樣及過流保護(hù)電路：無刷直流電動(dòng)機(jī)的電流是通過功率驅(qū)動(dòng)電路母線上的電阻進(jìn)行檢測(cè)的。母線上面的電阻是由兩個(gè)0.01Ω的功率電阻并聯(lián)，采樣電路是通過這兩個(gè)并聯(lián)的采樣電阻進(jìn)行電流采樣的，采樣電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)送到電流監(jiān)控芯片進(jìn)行放大，然后經(jīng)過由OPA2344（＄0.8875）構(gòu)成二階有源濾波電路濾波，最后得電流反饋信號(hào)，直接送到A/D轉(zhuǎn)換器。

硬件過流保護(hù)電路，對(duì)系統(tǒng)的正常工作起到很重要的作用，主要是對(duì)功率器件MOSFET和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。系統(tǒng)還帶有軟件保護(hù)功能，過流信號(hào) OVCURX送到 DSP的輸入引腳，當(dāng)OVCUR為高電平時(shí)，DSP會(huì)產(chǎn)生電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)ENABLE關(guān)斷邏輯信號(hào)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。芯片IR2130（＄5.6212）自身帶有過流保護(hù)功能。
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