文档介绍：无别直疣电机控制 IS
基于TMS320F2812的无刷直流电机
控制
基于TMS320F2812的无刷直流电机控制
以前一个项目里有一部分是使用2812控制无刷直流电机，这里分享一下软硬件设计和程序代码：
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.三相无刷直流电机的DSP控制
图3给由了本设计中采用的基于TMS320F2812A和三相全桥开关电路构成的无刷直流电
机控制器的原理图。在无刷直流电机内部空间间隔120°分布的三个霍尔传感器Hl、H2和H3
的输生信号经整形隔离电路后分别与TMS320F2812时间管理器EVA的三个捕获引脚
CAP1/IOPA3,CAP240PA4和CAP3/IOPA5相连，当［HlH2H3］状态组合发生变化的时候，将触发捕获单元的中断，在中断服务程序内，DSP读取当前［HlH2H3］的状态，根据
表1和表2内列由的导通相顺序对全桥电路进行控制，从而实现换相。例如，当［HlH2H3］
被读取的当前状态为101时，在正转的情况下，应该选择下一个导通相为BNC。这就意味着
在图3中，要控制开关V4、V5导通，这样直流母线电压就施加到B?C绕组之间（直流电流
从B绕组流向C绕组）；如果控制反转，则应该选择下一个导通相为ANB,这需要控制V2和
V3导通。
图3中三相全桥主电路采用3片IR公司的MOSFET器件TRF7317来构成，TRF7317内部有两个MOSFET的开关，一个NMOS和一个PMOS,其中NMOS用于构成桥臂的下管，而PMOS则用于构成桥臂的上管，由于是12V的电机控制系统，这种配置使得驱动电路比较简单。三相全桥电路每个桥路的上下两个开关是不能同时导通的，否则会引起直通短路。
MOSFET的开关控制通过DSP的EVA单元的输由PWM1-PVVM6来实现，图3中给由了PVVM1和PWM2同时发生高电平脉冲导致经过几级逻辑转换变成互相反相的控制脉冲VI和
V2,由于VI控制NMOS,而V2控制PMOS,故两管都会导通引起直通短路。总之，PWM1-PWM6独立控制三相全桥的6个MOSFET,并且高电平控制导通，而低电平控制截止，为了防止直流短路，不允许由现同一个桥臂上下两管的控制脉冲同时为高电平的情况。
.PWM信号实现电机调速的原理
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无刷直流电机的转速控制是通过控制施加到三相绕组上的直流电压的大小来实现的，为了
实现转速的变化，就需要通过三相全桥开关电路产生可变的直流电压，这将通过脉宽调制原理
（PWM）来实现。PWM信号是一系列周期固定、脉宽可变的脉冲电压，这些脉冲信号的平均
值的大小取决于其占空比，这个固定周期称为PWM的载波周期。将PWM脉冲信号施加到三
相全桥电路，具输由电压作用于一个惯性设备（如一个LC滤波器或者电机等），则控制作用只
取决于平均电压的大小（惯性设备类似于一个低通滤波器），而此平均电压正是由PWM信号的
占空比来控制的o于是，不断修改PWM信号的脉冲宽度即可控制平均电压的大小，进而不断控制直流电机的转速。
在直流无刷电动机控制中，两个功率器件（上级和下级）被串联放在一个功率转换支路中，
为了避免击穿失效，两个器件的打开周期必须不能重叠，这样就经常需要一对非重叠的PWM
输由来正确地开关这两个器件。在一个三极管的关断和另一个三极管导通之间插入一段死区，
这段时间延迟允许一个三极管在别的三极管导通之前完全关断。这个所需的延迟时间由功率三
极管的开关特性和特定应用中的负载特性来决定的。
软件采用模块化设计，主要有以下5个模块组成：换相及转向控制模块、转速控制模块、
转速测量模块、键盘控制模块和液晶显示模块。实现了无刷直流电机的闭环PID控制，主程序
流程图如图4所示。
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4闭环PID控制主程序流程图
换相及转向控制
相控制是通过不断检测无刷直流电机的转子位置，然后按照预先安排的相序表动态控制三
相全桥开关的导通及关断，从而使电机能够连续运行。转向控制则通过更换相序表来实现。程
序设计步骤如下：
配置系统时钟和外设时钟，初始化中断向量表和中断控制寄存器。
配置GPIOA的多路转换器寄存器GPAMUX,使PWM1-PWM6作
为PWM控制引脚，CAP1-CAP3作为捕获单元输入引脚。
初始化EVA的通用定时器T1,设置PWM载波周期(通过T1PR)和
初始占空比(、CMP3设置初始占空比为50%),设
置比较控制寄存器COMCONA使能全比较操作，但暂不启动定时器T1。
配置CAP1-CAP3的捕获中断为上下沿跳变触发方式。
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图6转