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动态性能以及电流监控阐述

STM32F103的时钟发生器由内部振荡器OSC和锁相环PLL组成,为了抑制D芯片工作时产生的高频信号对周围电路的干扰,采用30MHz的有源晶振输入到D控制芯片的X1/XCLKIN引脚,经过倍频将频率提高到150MHZ为DSP提供稳定时基。STM32F103内的OSC和PLL时钟模块如图1所示。可以通过设置相应的寄存器改变外设的工作频率,在满足实时性的前提下保证系统运行的可靠性。

图1:STM32F103的OSC和PLL模块

STM32F103的OSC和PLL模块

PLL的配置模式如表1所示。

表1:PLL的配置模式

PLL 模式 说明 SYSCLKO
UT/CLKIN
禁止 上电复位时通过将XF_PLLDIS引脚置低进入该模 式,PLL模块完全不使能。X1/XCLKIN引脚的时钟信号 驱动CPU时钟。 XCLKIN
旁路 当XD_PLLDIS为高电平时,则PLL使能;若PLLCR 中DIV的值是0,则PLL自身被旁路。从X1/XCLKIN
引脚输入的时钟信号除以2,然后再送去CPU。
XCLKIN/2
使能 当XD_PLLDIS为高电平时,则PLL使能;若PLLCR
中位DIV的值不为零时,实现PLL的使能。时钟信号进 入PLL模块进行n倍频,然后除以2,送至CPU。
(XCLKINx
N)/2

外部晶振连接图如图2所示:

图2:外部晶振连接图

外部晶振连接图

驱动电路部分具有较小的体积,同时可以输出较大的电流和电压。考虑到各个元器件的特性不相同,如果自己搭建H桥驱动组件会导致H桥的稳定性不好。因此根据所使用的直流电机的电压、电流等参数信息,选择www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999推出的直流电机控制芯片LMD18200,其内部接口图如图3所示。

图3:LMD18200内部接口图

LMD18200内部接口图

1、双极性驱动方式是指在一个PWM周期里,芯片输出电压的极性在正负之间变化。电机的转向和转速由输入到芯片中的PWM信号的的占空比决定。当PWM信号的占空比大于50°%时,输出的平均电压为正,电动机正转;当PWM信号的占空比小于50°%时,输出的平均电压为负,电动机反转;当PWM信号的占空比为50%时,则输出的平均电压为0。

 

2、单极性驱动方式是指在一个PWM周期内,芯片只输出单个极性的电压。电机的转向由输入到方向控制引脚的信号来决定,当给该引脚输入高电平时,电机正转;当给该引脚输入低电平时,电机反转。电机的转速由输入到芯片中的PWM信号的占空比来决定,PWM信号占空比越大,则输出到电机电枢两端的的平均电压越大;占空比越小,则输出到电机电枢两端的平均电压越小。

 

3、用双极性工作方式来驱动东莞电机可以使系统在低速运行时较为平稳,但是由于电动机电枢两端电压的极性在正负之间不断变化,会使电路电流的波动较大,功率损耗比较严重,而且必须增加死区以避免开关管直通,限制了开关频率的提高。考虑到伺服系统的设计要求,本文采用单极性工作方式。

 

LDM18200芯片具有温度报警功能,可用于驱动保护。当芯片结温到达145度时,LMD18200引脚9输出低电平,将该信号接到控制器的中断输入实现保护功能,当芯片结温达到170度时,芯片自动关断。

 

LMD18200内部含有限流保护电路,该电路设置的阈值为10A,当电流超过该值时,会自动封锁输出并周期性的恢复。如果过电流的持续时间过长,过热保护将关闭整个芯片的输出。但是芯片内过流保护的阈值不能被用户设置,若想更改过流保护的阈值,可以自行设计过流保护电路或者选择不同型号的驱动芯片例如LMD18245。