专利名称：一种小功率直流伺服电机集成式多功能控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集成式多功能控制器，特别是一种小功率直流伺服电机集成式多功能控制器。
背景技术：
对直流伺服电机的调速控制，现有技术都将着力点集中在电枢供电电压的调节上，一类是利用PWM调节电枢供电电压，另一类是利用PLC的高速脉冲输出功能，应用定占空比调频调速的方法调节电枢供电电压。( I)利用PWM调节电枢供电电压以AT89S51单片机为核心构成的硬件电路及其软件产生PWM信号或用DSP的TMS320LF2407A芯片产生PWM信号，都可以实现电枢供电电压的调节。以AT89S51单片机为核心构成的PWM信号产生电路，其单片机可以产生8个通道的PWM信号，由单片机端口输出，输出的8路PWM信号通过光耦隔离传送到下一级电路中。因为信号通过光耦传送过程中进行了反相，因此从光耦出来的信号必须再经过反相器进行反相。方波信号经过光耦传输后，前沿和后沿会发生畸变，因此反相器采用CD40106施密特反相器对光耦传输过来的信号进行整形，产生标准的PWM方波信号。PWM信号产生由单片机软件完成。用DSP的TMS320LF2407A芯片设计使用定时器周期寄存器的周期值和比较器的比较值实现产生PWM波。其中周期值 用于产生PWM波的频率，比较值产生PWM波的脉宽，再经过外围电路控制直流伺服电机。 (2)利用PLC的高速脉冲输出功能，应用定占空比调频调速的方法调节电枢供电电压。现在很多可编程控制器(PLC)具备高速脉冲输出功能，如:三菱的FX2N-48MR型PLC0这为运动控制提供了方便，但是高速脉冲输出的占空比一般固定不变，这使P L C直接应用到直流伺服电机调速系统中出现了困难。选用L298N驱动芯片，利用PLC高速脉冲输出功能，在不增加外围器件情况下，应用定占空比调频调速的方法，并将其应用到IC卡生产线。实际应用结果表明直流伺服电机的转速与P LC脉冲输出频率成线性关系，定占空比调频能够在一定条件下实现电机的精确调速。直流伺服电机调速原理分析:由电机学基本理论可知，直流伺服电机转速特性方程式为:
权利要求
1.一种小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，包括A/D转换电路、电源电路、直流伺服电机驱动电路，其特征在于，所述A/D转换电路输出端连接有ATmegaie单片机；所述ATmegal6单片机与所述直流伺服电机驱动电路连接；所述ATmegal6单片机还连接有RS-232串行通信接口电路、并行通信接口电路、直流伺服端机停止控制开关信号检测电路；所述A/D转换电路输入端通过调整电路与上位机连接；所述RS-232串行通信接口电路、并行通信接口电路均与所述上位机连接；所述电源电路为所述单片机、调整电路、A/D转换电路、RS-232串行通信接口电路、并行通信接口电路、直流伺服端机停止控制开关信号检测电路、直流伺服电机驱动电路提供电源。
2.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，还包括显示电路，所述显示电路包括数码管显示电路和六个LED显示电路；所述LED显示电路包括LED指示灯和三极管S8550，所述LED指示灯与所述三极管S8550发射极连接，所述三极管S8550基极与所述ATmegal6单片机连接；所述数码管显示电路包括ZLG7289芯片和与所述ZLG7289芯片连接的若干个数码管；所述ZLG7289芯片与所述ATmegal6单片机连接；所述六个LED显示电路中的三个LED显示电路与所述ATmegal6单片机连接。
3.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述调整电路包括带隙基准电压源MC1403U和运算放大器电路，所述带隙基准电压源MC1403U输入端接有12V电源，所述带隙基准电压源MC1403U —个输出端与所述运算放大器电路连接；所述运算放大器电路包括四个运算放大器，其中第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器串联，第四运算放大器负输入端与所述上位机D/A通道连接，所述第四运算放大器输出端并联接入所述第一运算放大器输出端和第二运算放大器负输入端之间。
4.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述A/D转换电路包括12位模数转换器MAX1241，所述12位模数转换器的三个输出端MAX1241各接有一个高速光电耦合器6N137 ;所述高速光电耦合器6N137的发光二极管阴极与所述ATmegal6单片机连接。
5.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述RS-232串行通信接口电路采用MAX232芯片。
6.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述并行通信接口电路包括CMOS可编程外围接口 82C55，所述CMOS可编程外围接口 82C55输入端通过八进制总线收发器HD74ALS245与所述上位机连接；所述CMOS可编程外围接口82C55输出端与所述ATmegal6单片机连接。
7.根据权利要求2所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述直流伺服端机停止控制开关信号检测电路包括两个光耦TPL521，所述两个光耦TPL521一个输入端分别与直流伺服电机的一个停止控制开关连接；所述两个光耦TPL521的一个输出端均与所述ATmegal6单片机连接。
8.根据权利要求1所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述直流伺服电机驱动电路连接包括四个并联的高速光电耦合器6N137和直流电动机驱动芯片LMD18200T,第一高速光电稱合器的一个输入端、第二高速光电稱合器的一个输入端、第三高速光电稱合器的一个输入端与所述ATmegal6单片机连接；第一高速光电稱合器的一个输出端、第二高速光电I禹合器的一个输出端、第三高速光电I禹合器的一个输出端、第四高速光电耦合器的一个输出端与所述直流电动机驱动芯片LMD18200T连接。
9.根据权利要求2所述的小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，其特征在于，所述电源电路包括两部分，所述电源电路第一部分包括与220V交流电源连接的PWM开关稳压电源SK400AH，所述PWM开关稳压电源SK400AH通过三端可调节输出正电压稳压器LM317为所述直流伺服电机驱动电路、直流伺服端机停止控制开关信号检测电路提供+5V电源；所述PWM开关稳压电源SK400AH —个输出端接有一个所述LED指示灯；所述电源电路第二部分包括原边与220V交流电源连接的变压器，所述变压器次边接有两个整流桥，其中第一整流桥输出端通过一个三端稳 压管L7805为所述数码管显示电路、LED显示电路、直流伺服电机驱动电路、直流伺服端机停止控制开关信号检测电路、并行通信接口电路、A/D转换电路、RS-232串行通信接口电路、ATmegal6单片机提供+5V电源；第二整流桥的第一输出端接有一个三端稳压管L7812，所述第二整流桥的第二输出端接有一个三端稳压管LM79L12，所述第二整流桥的第一输出端的三端稳压管L7812通过一个三端稳压管LM78L05为所述A/D转换电路、ATmegal6单片机提供+5V电源；第二整流桥的第一输出端的三端稳压管L7812为所述调整电路提供+12V电源，所述第二整流桥第二输出端的三端稳压管LM79L12为所述调整电路提供-12V电源。
全文摘要
本发明公开了一种小功率直流伺服电机集成式多功能控制器，包括A/D转换电路、电源电路、直流伺服电机驱动电路，所述A/D转换电路输出端连接有ATmega16单片机；所述ATmega16单片机与所述直流伺服电机驱动电路连接；所述ATmega16单片机还连接有RS-232串行通信接口电路、并行通信接口电路、直流伺服端机停止控制开关信号检测电路。本发明输入信号通道和种类多、结构简单可靠、成本低、输出控制功能多，增加了通信功能，能实现计算机控制；增加了直流伺服电机保护功能，可以保护直流伺服电机；增加了停止控制开关位置信号检测功能，实现直流伺服电机驱动对象的线位移控制；增加显示功能，实现了多种信号显示。
文档编号H02P7/06GK103078575SQ20131004352
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者邹宪军, 吴占涛, 陈顺红 申请人:湖南大学