图3.5 速度给定电路
速度给定通过一个简单的定位器来实现，如图3.5所示，输出的电压直接送入DSP的A/D口计算得到速度给定值。
（4）时钟电路
图3.6 时钟电路
DSP芯片的时钟有两种引脚连接方式：一种是利用DSP芯片内部所提供的晶振电路，在DSP芯片XTAL2和XTAL1/CLKIN引脚之间连接一晶振来启动内部的振荡器；另一种方法是将外部的时钟源直接输入XTAL1/CLKIN，XTAL2悬空。在本方案中采取第一种方法。
（5）A/D转换模块
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图3.7 A/D转换模块
DSP2407的内部集成ADC模块有16路A/D输入通道，被分为两组，AD0～AD7为一组，AD8～ADl5为另外一组，ADC输入信号范围为O～3V电压。为了保护芯片，必须将模拟信号输入控制在+3.3V以内。所以，本系统采用了一个二极管与一个电阻串联，在信号输入2407之前，将其钳位在3.3V以下。如图3.7所示。
（6）串口电路
图3.8 串口电路
通过这个模块实现了计算机和DSPTMS320LF2407之间的通信。 （7）光耦隔离电路
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图3.9 光耦隔离电路
在直流电机控制系统中，当某个元器件或某一部分电路出现故障时，为了使其它部分电路能够正常地停止运行而不受到损坏，需要加一些隔离电路，使控制电路和驱动电路等不受干扰。例如在控制电路与驱动电路之间，电机光电编码器反馈信号和DSP芯片之间，DSP和驱动电路之间。本控制系统中采用了高速光电隔离器件TLP521这是一种高速光耦，其最高速度可达 1Mbit/s。图为驱动电路和 DSP 之间的隔离电路[17]。
（8）驱动电路
图3.10 驱动电路
随着GTO晶闸管、GTR、MOSFET、IGBT和 MCT等全控型功率器件的出现和应
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用，直流传动方式得到很大的改善。利用这些有自关断能力的器件,取消了原来普通晶闸管系统的必需的换相电路,简化了电路结构 ,提高了效率,降低了噪声,也缩小了电力电子装置的体积和重量,使谐波成分大、功率因数差的相控变流器将逐步由脉冲宽度调制器（PWM）变流器所代替。本设计采用型号为IRF540N功率场效应管,驱动芯片采用IR2110,设计了如图3.10所示的驱动电路,其中器件的选择是关键。
由图可以看出Q1和Q4两个晶体管连接在一起，因此Q1和Q4同时导通和关断，Q2和Q3同时导通或关断，当然它们之间的电压相同。在一个开关周期内，当0≦t U1=t1U/T-(T-t1)U/T=(2t1/T-1)U （3.1） 公式中U1表示电机两端的电压，t1为晶体管导通的时间，T为导通关断周期，U=+44V。以P=U1/U来定义PWM电压的占空比，则P与t1的关系与前面不同，现在： P=2t1/T-1 （3.2） 调速时，P的变化范围为-1≦P≦1。当P为正值的时候，电动机正转；当P为负值时，电动机反转；当P为0时，电动机停止。在P为0时，虽然电动机不动，电枢两端的的瞬时电压和瞬时电流却不是0，而是交变的。这个交变电流平均值为0，不产生转矩，突然增大电动机的损耗。但是它的好处是使电动机带有高频的微震，起着所谓动力润滑的作用，消除正反向的静摩擦死区[18]。 图3.10电路的优点有：电流一定时连续的；可使电动机在四个象限运行；电动机停止时有微震电流，能消除摩擦死区；低速时每个晶体管的驱动脉宽任较宽，有利于保证晶体管可靠导通；低速平稳性好，调速范围很宽，因为H型驱动电路具有这些优点，本次电动机的驱动电路就是选择H型电路。 （9）电流检测电路 20 图3.11 电流检测电路 在本控制器中，为了得到较好的动态性能以及对电机电流进行监控，需要对电机电流信号进行采样反馈即电流检测。电流检测环节的目的是对电机相电流信号进行检测，用于和参考电流进行比较，然后改变PWM占空比，实现调速功能；同时可对电机进行过流保护。通常有两种电流检测方法： （1）使用霍尔电流传感器； （2）在逆变桥的下桥臂和地之间串接电阻，将电阻上的电压信号作为采样信号。 霍尔电流传感器是利用霍尔效应制成的电流传感器，它是一种很好的隔离式电流检测装置，能有效地实现主电路和控制回路的电气隔离，但是霍尔传感器较贵，增加了系统的成本。第二种方法是直接将电机电流信号转化为电压信号送给控制电路，简单、方便，输出电压直接正比于主电路流过的电流。所以我们采用串联电阻来检测电机各相的绕组电流。 本系统的电机最大工作电流为10.6A，串联电阻采用0.1Ω ，3W的精密电阻，当额定电流经过电阻时，最大电压信号为1.06V。因为2407的ADC输入信号范围为0～3V模拟输入电压，故串联电阻上电压信号必须放大，电路中采用了运算放大器LM358，将输入电压放大2.5倍。整个电路如图3.11所示，其中左边接线是来自采样电阻的压降信号，右边接线为输入DSP的ADC模块的信号。 设U1为采样电阻R8上的压降，U0为LM358运算放大器的电压输出，放大器工作在同相输入状态，所以： U0=AnU1=(1+R5/R6)U1=(1+3K/2K)U1=2.5U1 （3.3） 2407的10位A/D转换输入模拟电压对应的数字值公式为： 21