【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)生 2 個PWM 信號，可編程的死區(qū)延時適用于驅(qū)動halfH 橋可被旁路，使輸入 PWM 信號不被修改(unmodified)－ 靈活的輸出控制模塊，每個PWM 信號的PWM 輸出使能每個 PWM 信號的PWM 輸出使能可選擇每個 PWM 信號的輸出反相（極性控制）可選擇每個 PWM 信號的故障處理在 PWM 發(fā)生器模塊中的定時器同步在 PWM 發(fā)生器模塊范圍內(nèi)定時器/比較器更新的同步PWM 發(fā)生器模塊的中斷狀態(tài)匯總－ 可啟動一個ADC 采樣序列（k) GPIO－ 高達 34 個GPIO，取決于配置－ 中斷產(chǎn)生可編程為邊沿觸發(fā)或電平檢測－ 在讀和寫操作中通過地址線進行位屏蔽－ 可啟動一個ADC 采樣序列－ GPIO 端口配置的可編程控制弱上拉或下拉電阻2mA, 4mA 和8mA 端口驅(qū)動8mA 驅(qū)動的斜率控制開漏使能數(shù)字輸入使能（l) 電源－ 片內(nèi)線性穩(wěn)壓器(LDO)，~ 可編程輸出－ 控制器上的低功耗選項：睡眠和深睡眠模式－ 外設的低功耗選項：軟件控制單個外設的關斷－ LDO 帶有檢測未調(diào)整電壓和自動復位的功能，可由用戶控制使能－ 帶 電源掉電檢測，可通過中斷報告該狀況或者復位－ 片內(nèi)溫度傳感器（m) 靈活的復位源－ 上電復位(POR)－ 復位腳有效－ 掉電(BOR)檢測器向系統(tǒng)警報電源下降－ 軟件復位－ 看門狗定時器復位－ 內(nèi)部線性穩(wěn)壓器(LDO)輸出變?yōu)椴环€(wěn)定（n) 其它特性－ 6 個復位源－ 可編程的時鐘源控制－ 可對單個外設的時鐘進行門控以節(jié)省功耗－ 遵循 IEEE 標準的測試訪問端口(TAP)控制器－ 通過 JTAG 和串行線接口的調(diào)試訪問－ 完整的 JTAG 邊界掃描 LM3S615方框圖 復位電路復位電路是為了防止現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象，復位電路設計的好壞，直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。該系統(tǒng)采用手動復位。 晶振電路晶振全程是叫晶體震蕩器，在系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結合系統(tǒng)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生系統(tǒng)所必須的時鐘頻率，一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那系統(tǒng)的運行速度也就越快。 JATG電路JTAG (Joint Test Action Group)是1985年制定的檢測PCB和IC芯片的一個標準，1990年被修改后成為IEEE的一個標準。通過這個標準，可對具有JTAG接口的芯片的硬件電路進行邊界掃描和故障檢測。JTAG編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程為先對芯片進行預編程后再裝到板上。簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進度。JTAG接口可對DSP芯片內(nèi)部的所有部件進行編程。JTAG接口芯片,引腳的定義為：TCK為測試時鐘輸入；TDI為測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI引腳輸入JTAG接口；TDO為測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO引腳從JTAG接口輸出；TMS為測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處于某種特定的測試模式；TRST為測試復位，輸入引腳，低電平有效。 JTAG電路 UART電路 UART電路UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設計中，UART用來與PC進行通信。UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置，UART是一個并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成在主板上。因為計算機內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù)，不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到Modem，必須經(jīng)過UART整理才能進行異步傳輸，其過程為：CPU先把準備寫入串行設備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器（臨時內(nèi)存塊）中，再通過FIFO（First Input First Output，先入先出隊列）傳送到串行設備，若是沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。 GPIO電路 GPIO電路當微控制器或芯片組沒有足夠的I/O端口，或當系統(tǒng)需要采用遠端串行通信或控制時，GPIO產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。每個GPIO端口可通過軟件分別配置成輸入或輸出。GPIO的優(yōu)點(端口擴展器) ：低功耗：GPIO具有更低的功率損耗(大約1μA，μC的工作電流則為100μA)。；集成IIC從機接口：GPIO內(nèi)置IIC從機接口，即使在待機模式下也能夠全速工作。；小封裝：GPIO器件提供最小的封裝尺寸 ― 3mm x 3mm QFN! ；低成本：您不用為沒有使用的功能買單??；快速上市：不需要編寫額外的代碼、文檔，不需要任何維護工作??；靈活的燈光控制：內(nèi)置多路高分辨率的PWM輸出。；可預先確定響應時間：縮短或確定外部事件與中斷之間的響應時間。；更好的燈光效果：匹配的電流輸出確保均勻的顯示亮度。；布線簡單：僅需使用2條就可以組成IIC總線或3條組成SPI總線。 步進電機模塊設計及功能 步進電機需求分析和選取原則步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。步距角的選擇電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。（五相電機）、（二、四相電機）、（三相電機）等。靜力矩的選擇步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的23倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）電流的選擇靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）綜上分析，選擇電機一般應遵循以下步驟： 步進電機選取步驟力矩與功率換算步進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：P= ΩMΩ=2πn/60由以上可推出：P=2πnM/60其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓米P=2πfM/400(半步工作）其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS)步進電機選擇：小車選用2相4線制步進電機，（兩相步進電機在定子上只有兩個繞組，有四根出線，176。，176。），設計題目中給出了驅(qū)動芯片為BA6845FS，它的最大輸出電流時1安培，所以步進電機的最大輸出電流應小于1安培。2相的步進電機可以轉(zhuǎn)到6700轉(zhuǎn)/分鐘，甚至更高。但是那已經(jīng)沒有什么實際意義。2相步進電機在2300轉(zhuǎn)/分鐘的時候力矩下降已經(jīng)很多，達到6700轉(zhuǎn)/分鐘或更高的轉(zhuǎn)速的時候它已經(jīng)沒有多少力矩了，加上負載的話，很容易出現(xiàn)丟步的現(xiàn)象。實際運行中轉(zhuǎn)速遠遠達不到2300轉(zhuǎn)/分鐘.我們就選用1000轉(zhuǎn)/分鐘為步進電機的最高轉(zhuǎn)速。Ω=2πn/60把n=1000轉(zhuǎn)/分鐘帶入上式算出：Ω=105度/秒，步進電機選12V，則P=12W，把P=12W代入P=ΩM得 M=米選擇步進電機時要避開共振點，二、四相感應子式的共振區(qū)一般在180250pps之間（）或在400pps左右（），把M=米，P=12W代人P=2πfM/400(半步工作）得出f遠大于共振點的頻率，所以選擇以上數(shù)據(jù)的步進電機。經(jīng)以上計算判斷得知，我設計的自動走迷宮小車所選用的步進電機是：PM35S048 永磁式步進電機。PM35S048技術參數(shù)：工作溫度：10℃～50℃工作濕度：20%～90%工作電流:600mA步進角:176。步距角:176。/176。額定電壓:12V電阻:50Ω 步進電機簡介概述：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。由于脈沖信號數(shù)與步距角的線性關系，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。步進電機是一種感應電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器?；窘Y構： 步進電機基本結構步進電機基本參數(shù)：電機固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值，176。/176。（176。、176。），這個步距角可以稱之為‘電機固有步距角’，它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關。步進電機的相數(shù)：是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，176。/176。、176。/176。、176。/176。 。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅(qū)動器，則‘相數(shù)’將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）：是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如。 步進電機基本工作原理通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。簡單的講，步進電機驅(qū)動器根據(jù)外來的脈沖，通過其內(nèi)部的邏輯電路控制步進電機的繞組按一定的次序正反通電，從而實現(xiàn)其運轉(zhuǎn)。(1)控制換相順序通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為ABC－D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C，D相的通斷。(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。(3)控制步進電機的速度如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。 步進電機分類現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。永磁式（PM）步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，；反應式（VR）步進電機一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動都很大。反應式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?；旌鲜剑℉B）步進電機是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相： 。 步進電機特性特性： 感應子式與傳統(tǒng)的反應式相比，結構上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。 感應子式某種程度上可以看作是低速同步的電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應式電機則不能如此。例如：四相，八相運行（AABBBCCCDDDAA）=,D=. 一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。 相數(shù)分類感應子式電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為：42BYG(BYG為感應子式步進電機代號）、57BYG、86BYG、110BYG、（國際標準），而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內(nèi)標準。 步進電機的靜態(tài)指標術語 相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即ABBCCDDAAB，四相八拍運行方式即 AABBBCCCDDDAA. 步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=（俗稱半步）。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及