基于LPC2124的超声波电机驱动控制系统
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1．3．2 温度采集模块
由于超声波电机的谐振频率除与电机结构密切相关外，与电机工作环境也很相关，而温度是其中非常重要的一个因素。因此本系统中加入了温度传感器，来检测环境温度，用于研究温度因素对电机启动的影响。温度传感器芯片选用了LM75芯片，其中SDA和SDL与LPC2124的SDA和SDL相连，且需接上拉电阻。LM75是I2C接口的温度传感器，测量温度范围为-55～125℃，LM75已经把当前温度转换为数字值，LPC2124可以直接读出使用。LM75上电后即可正常工作，无需发送命令去设置或初始化启动。电路系统中将LM75芯片的A0～A2引脚接地，所以其从机地址为0X90，在LPC212A采用主模式I2C的数据接收模式时，LM75从机被读的地址为0X91。LM75内部有4个寄存器，这4个寄存器是通过I2C扩展地址进行访问的，它们的扩展地址为0X00、0X01、0X02、0X03。温度值的寄存器地址为0X00，这是一个16位的只读寄存器，其温度值只使用了D15～D7位表示，低7位数据无效。在读温度寄存器时，连续读出两字节数据，而不用担心LM75内部自动增加子地址。其中D15位为0时表示正温度，为1时表示负温度。D14～D7为8位温度值，最低有效位等于0．5℃。所以当温度为正时，温度T=(D14-D7)／2；当温度为负时，需要对(D14～D7)取补码，所以温度T=(-(D14-D7)+1)／2。
1. 3. 3 转速、位置检测模块
转速和位置检测电路如图3所示。目前在超声波电机转速或位置方面的研究中，由于光电编码器精度高等原因，所以采用对多的方法就是利用光电编码器来检测转速或位置。但如果在震动剧烈等相对恶劣环境下，光电编码器一般就不可靠了，所以本文采用霍尔传感器ATS642 LSH结合安装在电机转子上的凹凸齿轮来检测转速或位置。ATS642LSH输出的是电流信号，其在电机每转过一个齿轮时，输出的电流发生变化，输出电流的典型值是高为14 mA，低为7 mA。利用一个100 Ω的电阻(图3中R12)，将电流转换为电压信号。此时，高电平为1．4 V，低电平为0．7 V，与1 V的参考电压比较，即可将电压信号转换为方波信号。将该方波信号连接到LPC2124，控制器就可以利用方波信号的频率和个数，推算出电机的转速和位置状况。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/162117.htm
2 PWM的控制
LPC2124的脉宽调制器建立在PWM专用的标准定时器之上，通过匹配寄存器及一些控制电路来实现PWM的输出。脉宽调制器共有7个匹配寄存器，可实现6路单边沿控制PWM输出或3路双边沿控制PWM输出，或两者的混合输出。
由于不能同时产生四路依次相差90°的PWM信号，所以只输出两路方波信号，经或非门反相产生另外两路信号。通过PWM240UT函数(如下)设置LPC2124的PWM相关控制寄存器后，P31、P33(PWM2、PWM4)输出两路方波信号。
利用LPC2124内置的10位逐次逼近式A／D转换器，调节微调电阻改变输入的电压值，来调节输出的PWM频率。由于是10位A／D，所以频率线性调节范围(f，f+1 023δ)，其中f为输出的最低频率，δ为调频精度。f和δ根据电机情况设定相应的值。本课题中，电机谐振频率为33．67 kHz，设置的最低频率f为30 kHz，δ为10Hz，频率调节范围为30 000～40 230 Hz。
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