基于霍爾傳感器和-stm32-的直流電機調速系統(tǒng)的設計-wenkub
2022-09-05 20:03:39 本頁面
【正文】 一、課題訓練內容 以 CortexM3 處理器為核心，包括 3 個外圍電路的設計，首先是霍爾傳感器電路的制作，掌握信號轉換電路的制作，然后是掌握轉速采樣電路的原理和制作和數(shù)碼管電路的制作，掌握將轉換的數(shù)字信號換算成實際轉速的方法，相應電路的程序編寫。 其實這設計可以理解為一個工業(yè)上的一個模型，在一個工廠一個機器都有一個甚至多個電機，我們可以實現(xiàn)對多個機器的監(jiān)控，實現(xiàn)一個人多個設備的監(jiān)控，而且后續(xù)我們可以將一個外設變?yōu)槎鄠€外設，將有線的串口通信改變?yōu)闊o線通信，獲紅外通信，藍牙通信等等。大家熟悉的錄音機、電唱機、錄相機、電子計算機等，都不能缺少直流電機。隨著大功率晶體管的問世以及矢量控制技術的成熟，使得矢量控制變頻技術獲得迅猛發(fā)展，從而研制出各種類型、各種功率的變頻調速裝置，并在工業(yè)上得到廣泛應用。 （ 2）根據 stm32 單片機 的設計方案，然后在洞洞板上進行實物的焊接實驗，先對各個模塊的測試，通過之后，對測量或者控制給予評估。 （５）最后利用 Altium Designer Summer 09 進行繪畫原理圖和 PCB 圖， 買好開發(fā)板 ，再焊接上元器件，燒錄之前調試好的程序，運行。 電源方案的選擇 系統(tǒng)需要多個電源， stm32 的工作電壓（ VDD）為 ~。 鍵盤的選擇 鍵盤是單片機不可缺少的輸入設備，是實現(xiàn)人機對話的橋梁。 PWM控制 PWM（脈沖寬度調制）控制，一般我們配合橋式驅動電路實現(xiàn)直流電機驅動，非常簡單 ，且調速范圍大，它的原理就是直流斬波原理。脈沖寬度調制模式可以產生一個由 TIMx_ARR 寄存器確定頻率、由 TIMx_CCRx 寄存器確定占空比的信號。 OCx 的極性可以通過軟件在 TIMx_CCER 寄存器中的 CCxP 位設置，它可以設置為高電平有效或低電平有效。根據 TIMx_CR1 寄存器中 CMS 位的狀態(tài)，定時器能夠產生邊沿對齊的PWM 信號或中央對齊的 PWM 信號。 控制模塊：獨立式鍵盤。 1315322020 丁爽 13 自動化 2 班 5 圖 21系統(tǒng)的最終方案 3. 硬件電路設計 介紹 核心 ? ARM 32 位的 CortexM3?CPU ? 36MHz， () 0 等待 的存儲器訪問 ? 單周期乘法和硬件除法 ■ 存儲器 ? 從 32K 字節(jié)至 128K 字節(jié)閃存程序存儲器 ? 從 6K 字節(jié)至 16K 字節(jié) SRAM ■ 時鐘、復位和供電管理 ? 至 伏供電和 I/O 管腳 ? 上電 / 斷電復位 (POR / PDR)、可編程電壓 監(jiān)測器 (PVD) ? 內嵌 4 至 16MHz 高速晶體振蕩器 ? 內嵌經出廠調校的 8MHz RC 振蕩器 ? 內部 40kHz 的 RC 振蕩器 ? PLL 供應 CPU 時鐘 1315322020 丁爽 13 自動化 2 班 6 ? 帶校準的 32kHz RTC 振蕩器 ■ 低功耗 ? 睡眠、停機和待機模式 ? VBAT 為 RTC 和后備寄存器供電 ■ 調試模式 ? 串行線調試 (SWD)和 JTAG 調試接口 ■ DMA ? 7 通道 DMA 控制器 ? 支持的外設：定時器、 ADC、 SPI、 I2C 和 USART ■ 1 個 12 位模數(shù)轉換器， 1us 轉換時間 (16 通道 ) ? 轉換范圍是 0 至 ? 溫度傳感器 ■ 多達 80 個快速 I/O 口 ? 26/37/51/80 個多功能雙向 5V 兼容的 I/O ? 所有 I/O 口可以映像到 16 個外部中斷 ■ 多達 6 個定時器 ? 多達 3 個 16 位定時器，每個定時器有多達 4 個用于輸入捕獲 / 輸出比較 / PWM 或脈 沖計數(shù)的通道 ? 2 個 16 位看門狗定時器 (獨立的和窗口型的 ) ? 系統(tǒng)時間定時器： 24 位自減型 ■ 多達 7 個通信接口 ? 多達 2 個 I2C 接口 (SMBus/PMBus) ? 多達 3 個 USART 接口，支持 ISO7816， LIN， IrDA 接口和調制解調控制 ? 多達 2 個 SPI 同步串行接口 (18 兆位 /秒 ) 1315322020 丁爽 13 自動化 2 班 7 電源復位 當以下事件中之一發(fā)生時，產生電源復位： 1. 上電 /掉電復位 (POR/PDR 復位 ) 2. 從待機模式中返回 電源復位將復位除了備份區(qū)域外的所有寄存器。 1879 年美國物理學家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應，但是由于金屬材料的霍爾效應太弱而沒有得到應用。因此，霍爾傳感器不需要外界電源供電。 1 工作原理： 是利用半導體材料的霍爾效應進行測量的一種磁敏式傳感器。 零位誤差極其補償： 當霍爾元件的激勵電流 I 不再為零時，若所處位置的磁感應強度 B 為零。 為了減小溫度誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料如砷化茵外，還可以采取一些恒溫措施。 圖 31霍爾傳 感器信號轉換的電路設計 1315322020 丁爽 13 自動化 2 班 9 圖 32霍爾傳感器模塊的電路設計 按鍵 顯示電路 模塊 圖 33TM1638按鍵數(shù)碼管 LED顯示模塊 1315322020 丁爽 13 自動化 2 班 10 模塊介紹 8 個按鍵； 8 個 LED 燈； 8 位數(shù)碼管共陰極 LED 數(shù)
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