發(fā)布時(shí)間：2021-02-17 17:01

　　觀測技術(shù)及儀器的進(jìn)步推動(dòng)了太陽物理的研究,步進(jìn)電機(jī)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(dòng)源,步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能直接影響太陽望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)精度和時(shí)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(jìn)電機(jī)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(jī)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(dòng)器實(shí)現(xiàn)多軸步進(jìn)電機(jī)控制;通過周期信號化簡處理算法縮短電機(jī)調(diào)整時(shí)間;以霍爾器件作為位置傳感器實(shí)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(zhǔn)確率;設(shè)計(jì)了板載存儲(chǔ)電路,實(shí)時(shí)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(shí),該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yuǎn)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(jì)完成的步進(jìn)電機(jī)控制器硬件電路進(jìn)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(kuò)展口。最高可實(shí)現(xiàn)14路步進(jìn)電機(jī)同步控制。2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.2 位置信息存儲(chǔ)為提高嵌入式系統(tǒng)的集成度,本文在硬件設(shè)計(jì)部分加入了外置存儲(chǔ)芯片,用于保存步進(jìn)電機(jī)的位置信息。存儲(chǔ)芯片選用FM25L256型鐵電存儲(chǔ)器,支持串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線通信協(xié)議,存儲(chǔ)器陣列為8 × 237 68 bit共256 KB。在軟件設(shè)計(jì)中編寫對應(yīng)芯片驅(qū)動(dòng)模塊,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。驅(qū)動(dòng)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(jì)時(shí)需申請臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(dòng)代碼部分封裝為獨(dú)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(dāng)步進(jìn)電機(jī)位置變動(dòng)時(shí),對其變動(dòng)后的新位置進(jìn)行存儲(chǔ)�？刂破鲾嚯娭貑r(shí),自動(dòng)讀取斷電前保存的位置信息。除此之外,還可根據(jù)不同項(xiàng)目需求對其他配置信息進(jìn)行存儲(chǔ),例如濾光器控制中的線心位置信息存儲(chǔ)以及定天境軸系控制中的恒動(dòng)、快動(dòng)以及慢動(dòng)速度值的存儲(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3038276