基于PWM的汽车仪表步进电机控制算法
2012-09-03赵志杰郭太峰
黄 英, 赵志杰, 郭太峰
(1.合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009;2.合肥工业大学 计算机与信息学院,安徽 合肥 230009)
步进电机是一个完整的数字模拟转化执行元件。在非超载的情况下,电机转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即其接受数字模拟型号(电脉冲信号)并转化成与之相应的角位移。输入一个脉冲信号就能得到一个规定的位置增量,所以可通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时也可通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。加之步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点,在各控制领域步进电机的使用越来越广泛[1]。
针对中国重汽新款重卡车型研发的新款仪表,采用瑞士SONCEBOZ公司型号6403R200的新型步进电机,微控制器(MCU)采用Freescale的MC9S12XHZ512芯片。
6403R200是6400系列仪表用步进电机的最新产品,采用无轴设计。工作电压4.5~7.5V,驱动电流20mA,在-50℃~105℃的恶劣环境下也能正常工作[2]。
MC9S12XHZ512是Freescale公司在2006年10月推出的一款汽车仪表组设计的16位微控制器(MCU),其中集成了一个薄膜晶体管(TFT)显示驱动。它负责处理关键应用的智能控制功能,并驱动汽车仪表板中的显示屏。除了支持TFT显示屏之外,该设备还可以驱动模拟仪表、液晶显示屏(LCD)和发光二极管(LED)显示屏。S12XHZ512的主要特色包括512KB的片上闪存(是以前S12HZ产品的2倍)、LCD驱动程序和仪表的步进马达驱动模块[3]。
本文主要利用S12XHZ512款中MCU所提供的12条道脉冲宽度调制(PWM)信道,采用软件方式,实现仪表步进电机的驱动。……