精密運(yùn)動(dòng)控制器LM628的應(yīng)用設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2008/6/3 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):700
摘要：lm628是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的專用精密運(yùn)動(dòng)控制器集成芯片，本文介紹了該芯片的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作原理及其與微處理器的接口。
關(guān)鍵詞：精密運(yùn)動(dòng)控制器 pid lm628 |
|
引言
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是自動(dòng)控制方法發(fā)展的重要方向之一，目前已廣泛地應(yīng)用于過(guò)程控制、機(jī)器人控制、生產(chǎn)制造、模式識(shí)別等領(lǐng)域。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的計(jì)算量較大，對(duì)硬件的要求較高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論系統(tǒng)一般十分昂貴。近年來(lái)隨著集成電路飛速發(fā)展，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的控制系統(tǒng)可以用微處理器和專用的大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣就大大降低了系統(tǒng)的成本。大規(guī)模集成芯片lm628是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的專用精密運(yùn)動(dòng)控制器，具有16位的可編程數(shù)字pid調(diào)節(jié)器，可經(jīng)增量碼盤(pán)反饋構(gòu)成位置閉環(huán)，并能對(duì)位置誤差實(shí)行pid運(yùn)算。利用lm628和微處理器可實(shí)現(xiàn)低成本、高精度神經(jīng)元pid伺服系統(tǒng)。
lm628主要特點(diǎn)如下：32bit位置、速度、加速度寄存器；16bit的可編程數(shù)字化pid調(diào)節(jié)器；可編程微分采樣周期；8bit或12bit dac輸出；8bit pwm輸出；內(nèi)部梯形速度特性產(chǎn)生器；在運(yùn)動(dòng)期間速度、目標(biāo)位置和濾波器參數(shù)可以改變；具有位置和速度兩種操作模式；實(shí)時(shí)可編程的中斷；8bit異步并行接口；用于積分增量編碼器標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入接口。
表1 lm628引腳說(shuō)明
| 引腳號(hào) |
引腳名稱 |
功能 |
| 1 |
index(in) |
積分增量編碼器標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入選擇端，如該引腳不用必須保持為高 |
| 2 |
a |
編碼器信號(hào)輸入 |
| 3 |
b |
編碼器信號(hào)輸入 |
| 4～11 |
d7～d0 |
用于與微處理器接口的雙向數(shù)據(jù)總線. |
| 12 |
cs |
片選端，低有效 |
| 13 |
rd |
讀許，低有效 |
| 14 |
gnd |
電源地 |
| 15 |
wr |
寫(xiě)許，低有效 |
| 16 |
ps |
端口選擇，低為命令狀態(tài)，高為數(shù)據(jù)狀態(tài) |
| 17 |
hi |
中斷輸出 |
| 18～25 |
dac7～dac0 |
輸出端口 |
| 26 |
clk |
系統(tǒng)時(shí)鐘 |
| 27 |
rst |
復(fù)位端，低有效 |
| 28 |
vdd |
電源 |
內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理
lm628為28腳雙列直插封裝形式，引腳功能如表1所示，圖1所示為其內(nèi)部功能框圖。
lm628通過(guò)8bit并行i/o口與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，微處理器可以以命令的形式對(duì)lm628的梯形速度特性和pid數(shù)字濾波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。用于檢測(cè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置的增量編碼器的輸出信號(hào)通過(guò)編碼器輸入接口送入lm628，在lm628中與設(shè)定的位置信號(hào)相減，形成位置誤差信號(hào)，該信號(hào)送入pid數(shù)字濾波器進(jìn)行處理后形成控制信號(hào)，通過(guò)8bitdac并行接口以數(shù)字化的形式輸出，然后就可以通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和功率放大電路驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)完成精密的運(yùn)動(dòng)。
微處理器通過(guò)命令的方式對(duì)lm628進(jìn)行控制和參數(shù)設(shè)定和讀取，在這些命令中，一般可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)只有命令代碼，而另一類(lèi)在命令代碼后還要加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)代碼（例如：設(shè)定的參數(shù)值）。lm628的命令集如表2所示。
摘要：lm628是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的專用精密運(yùn)動(dòng)控制器集成芯片，本文介紹了該芯片的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作原理及其與微處理器的接口。
關(guān)鍵詞：精密運(yùn)動(dòng)控制器 pid lm628 |
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引言
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是自動(dòng)控制方法發(fā)展的重要方向之一，目前已廣泛地應(yīng)用于過(guò)程控制、機(jī)器人控制、生產(chǎn)制造、模式識(shí)別等領(lǐng)域。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的計(jì)算量較大，對(duì)硬件的要求較高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論系統(tǒng)一般十分昂貴。近年來(lái)隨著集成電路飛速發(fā)展，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的控制系統(tǒng)可以用微處理器和專用的大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣就大大降低了系統(tǒng)的成本。大規(guī)模集成芯片lm628是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的專用精密運(yùn)動(dòng)控制器，具有16位的可編程數(shù)字pid調(diào)節(jié)器，可經(jīng)增量碼盤(pán)反饋構(gòu)成位置閉環(huán)，并能對(duì)位置誤差實(shí)行pid運(yùn)算。利用lm628和微處理器可實(shí)現(xiàn)低成本、高精度神經(jīng)元pid伺服系統(tǒng)。
lm628主要特點(diǎn)如下：32bit位置、速度、加速度寄存器；16bit的可編程數(shù)字化pid調(diào)節(jié)器；可編程微分采樣周期；8bit或12bit dac輸出；8bit pwm輸出；內(nèi)部梯形速度特性產(chǎn)生器；在運(yùn)動(dòng)期間速度、目標(biāo)位置和濾波器參數(shù)可以改變；具有位置和速度兩種操作模式；實(shí)時(shí)可編程的中斷；8bit異步并行接口；用于積分增量編碼器標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入接口。
表1 lm628引腳說(shuō)明
| 引腳號(hào) |
引腳名稱 |
功能 |
| 1 |
index(in) |
積分增量編碼器標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入選擇端，如該引腳不用必須保持為高 |
| 2 |
a |
編碼器信號(hào)輸入 |
| 3 |
b |
編碼器信號(hào)輸入 |
| 4～11 |
d7～d0 |
用于與微處理器接口的雙向數(shù)據(jù)總線. |
| 12 |
cs |
片選端，低有效 |
| 13 |
rd |
讀許，低有效 |
| 14 |
gnd |
電源地 |
| 15 |
wr |
寫(xiě)許，低有效 |
| 16 |
ps |
端口選擇，低為命令狀態(tài)，高為數(shù)據(jù)狀態(tài) |
| 17 |
hi |
中斷輸出 |
| 18～25 |
dac7～dac0 |
輸出端口 |
| 26 |
clk |
系統(tǒng)時(shí)鐘 |
| 27 |
rst |
復(fù)位端，低有效 |
| 28 |
vdd |
電源 |
內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理
lm628為28腳雙列直插封裝形式，引腳功能如表1所示，圖1所示為其內(nèi)部功能框圖。
lm628通過(guò)8bit并行i/o口與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，微處理器可以以命令的形式對(duì)lm628的梯形速度特性和pid數(shù)字濾波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。用于檢測(cè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置的增量編碼器的輸出信號(hào)通過(guò)編碼器輸入接口送入lm628，在lm628中與設(shè)定的位置信號(hào)相減，形成位置誤差信號(hào)，該信號(hào)送入pid數(shù)字濾波器進(jìn)行處理后形成控制信號(hào)，通過(guò)8bitdac并行接口以數(shù)字化的形式輸出，然后就可以通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和功率放大電路驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)完成精密的運(yùn)動(dòng)。
微處理器通過(guò)命令的方式對(duì)lm628進(jìn)行控制和參數(shù)設(shè)定和讀取，在這些命令中，一般可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)只有命令代碼，而另一類(lèi)在命令代碼后還要加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)代碼（例如：設(shè)定的參數(shù)值）。lm628的命令集如表2所示。
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