發(fā)布時間：2021-02-17 17:01

　　觀測技術(shù)及儀器的進步推動了太陽物理的研究,步進電機是各類觀測儀器精密結(jié)構(gòu)調(diào)整部件中經(jīng)常采用的驅(qū)動源,步進電機控制系統(tǒng)的性能直接影響太陽望遠鏡的數(shù)據(jù)精度和時間分辨率。介紹了一套懷柔太陽觀測基地自主研制的多軸步進電機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以現(xiàn)場可編程門陣列為核心控制器,利用中斷處理機制及輸入/輸出寄存器產(chǎn)生多路晶體管-晶體管邏輯電平（TTL）方波信號,結(jié)合驅(qū)動器實現(xiàn)多軸步進電機控制;通過周期信號化簡處理算法縮短電機調(diào)整時間;以霍爾器件作為位置傳感器實現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制,通過對霍爾信號的軟、硬件濾波處理,提高信號識別的準確率;設(shè)計了板載存儲電路,實時保存系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù),大幅提高系統(tǒng)整體的可靠性。同時,該系統(tǒng)設(shè)計了豐富的輸入/輸出接口、通訊接口,提高系統(tǒng)的可集成性。目前該系統(tǒng)已在多臺太陽望遠鏡中投入使用。 

【文章來源】：天文研究與技術(shù). 2020,17(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

對設(shè)計完成的步進電機控制器硬件電路進行裝配集成(圖2)�？刂破靼�48路信號輸出端口、20路中斷信號輸入端口以及8路自定義擴展口。最高可實現(xiàn)14路步進電機同步控制。2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.2 位置信息存儲為提高嵌入式系統(tǒng)的集成度,本文在硬件設(shè)計部分加入了外置存儲芯片,用于保存步進電機的位置信息。存儲芯片選用FM25L256型鐵電存儲器,支持串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線通信協(xié)議,存儲器陣列為8 × 237 68 bit共256 KB。在軟件設(shè)計中編寫對應(yīng)芯片驅(qū)動模塊,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。驅(qū)動指令由8位操作代碼、16位地址碼以及數(shù)據(jù)構(gòu)成。設(shè)計時需申請臨時數(shù)據(jù)存儲空間,用于存放讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)。為方便其他函數(shù)的調(diào)用,將該驅(qū)動代碼部分封裝為獨立的模塊,并留出相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口及操作模式接口。當步進電機位置變動時,對其變動后的新位置進行存儲�？刂破鲾嚯娭貑r,自動讀取斷電前保存的位置信息。除此之外,還可根據(jù)不同項目需求對其他配置信息進行存儲,例如濾光器控制中的線心位置信息存儲以及定天境軸系控制中的恒動、快動以及慢動速度值的存儲。

【參考文獻】：
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本文編號：3038276