基于DSP嵌入式技术的智能刹车控制系统研究

的正弦波信号。将此正弦波信号转换成同频率的方波后送入DSP的捕获单元,捕获方波相邻上升沿的计数值间隔ncapture,即可计算得到轮子的转速值V。由于CPUCLK为150MHz,捕获时基为其中的一个定时器,n为CPUCLK的分频系数,凡为轮子的滚动半径,那么轮子速度的计算式为:

(1)

调理电路如图1所示:

图1 速度调理电路

2.3 逻辑信号电路

电机驱动器选用ALTERA公司的MAX7000A系列器件对电机的转子位置等信号进行逻辑处理,选用多达有76路可编程I/0口和100引脚的EPM7128AE,该CPLD能够满足系统设计要求。器件EPM7128AE实现了电机的三相全桥逆变电路触发信号、过流保护、正反转、三相全桥的开通与关断等功能。一片CPLD器件EPM7128AE上有两个电机的逻辑信号。由于无刷直流电动机的霍尔位置传感器CS3020的输出是集电极开路结构,故上拉2KΩ电阻,再把霍尔信号SA, SB, SC送到CPLD的输入端口。其JTAG接口的TMS, TCK, TDI, TDO四个端子必须接上拉电阻,再接+5V电源。

2.4 无刷直流电动机的功率驱动电路

无刷直流电动机的功率驱动电路采用以IR公司的专用驱动芯片IR2130为中心的6个N沟道的MOSFET管组成的三相全桥逆变电路。其输入为以功率地为地的PWM波,送到IR2130的输入端口,输出控制N沟道的功率驱动管MOSFET,由此驱动无刷直流电动机。采用这种驱动方式主要是功率驱动芯片IR2130对“自举”技术形成悬浮的高压侧电源的巧妙运用,简化了整个驱动电路的设计,提高了系统的可靠性。而且IR2130驱动芯片内置死区电路,以及过流保护和欠压保护等功能,大大降低了电路设计的复杂度,进一步提高了系统的可靠性。

2.5 电流采样及过流保护电路

无刷直流电动机的电流是通过功率驱动电路母线上的电阻进行检测的。母线上面的电阻是由两个0.01Ω的功率电阻并联,采样电路是通过这两个并联的采样电阻进行电流采样的,采样电阻将电流信号转换为电压信号,电压信号送到电流监控芯片进行放大,然后经过由OPA2344构成二阶有源滤波电路滤波,最后得电流反馈信号,直接送到A/D转换器。

图2 电流采样电路

硬件过流保护电路,对系统的正常工作起到很重要的作用,主要是对功率器件MOSFET和电动机的保护。系统还带有软件保护功能,过流信号OVCURX送到DSP的输入引脚,当OVCUR为高电平时,DSP会产生电机控制转动信号ENABLE关断逻辑信号,使电机停转。芯片IR2130自身带有过流保护功能。

2.6 压力信号放大电路及其调理电路

压力信号放大器采用差分式实现的减法运算的放大电路,以超低漂移电压运算放大器为核心,放大倍数为40倍,放大器还配有调零位和灵敏度调节的功能。其中芯片7809为电源芯片7660提供+9V电压的,芯片7660将+9V的电压变为-9V,这两个电压+9V和-9V同时为OP07供电。

由于从电压信号放大器出来的电压信号范围为+1V~+5V,而DSP的A/D模块的参考电压为+3.3V,则采样的电压信号的最大值不能超过+3.3V。因此电压信号要经过调理电路将电压信号减小到+3.3v以下。调理电路采用精密的运算放大器OPA2344,将电压信号由+1V~+5V调理到+3V以下,需要设定放大倍数为0.6,以便于DSP进行采样。

3 控