一种集成CAN总线的步进电机驱动装置

数字信号控制器dsPIC30F60IOA上电复位后首先调用初始化模块，完成控制器通用I／O口的设置、内部高速模数转换器、电机专用PWM控制器和CAN总线控制器的初始化任务，然后进入主循环程序。在主循环程序中第一步先调用模数转换模块，读入图1中SPD电压信号并转换成步进电机的转速数据；第二步调用CAN总线通讯模块。接收上位节点的控制命令，并产生应答信号；第三步先检查电机使能信号CMD，如果该信号为有效则使能PWM驱动脉冲模块以产生步进电机驱动脉冲信号PWM1H／PWM1L～PWM4H／PWM4L，否则就禁止PWM驱动脉冲模块；第四步调用电机相电流测量模块，dsPIC30F6010A内部的高速模数转换器读入图1中IMOTOR1和IMOTOR2电压信号并转换成步进电机相电流数据，从而实现对电机相电流的精确闭环控制。

4 系统实现
本文提出的集成CAN总线的步进电机驱动装置采用模块化设计方案，分别设计了dsPIC30F6010A主控通讯电路板和PWM驱动放大电路板。该装置的最高驱动电压为80 V，适用于多种类型的步进电机和控制软件算法，PWM驱动脉冲的工作频率设计为40 kHz，以实现尽可能短的反应时间。集成的CAN总线接口实现了2．0B标准CAN协议报文的收发功能，完成了与上位计算机的通讯任务。实现的集成CAN总线的步进电机驱动装置及其通讯波形如图6所示，图6(a)和图6(b)分别是实验电路板及CAN总线通讯波形。

5 结论
基于dsPIC30F6010A高性能数字信号控制器，本文提出的集成CAN总线的步进电机驱动装置实现了CAN总线通讯电路和步进电机驱动电路一体化设计，具有系统集成度高和编程灵活的特点，不仅可对多种类型步进电机的相电流实现精确闭环控制，而且以嵌入式微控制器技术为核心，实现了从独立的步进电机驱动器到具有CAN总线通讯能力的智能控制单元的技术升级。嵌入式CAN总线接口技术和步进电机驱动技术是当前汽车电子和自动化控制领域里的共性技术，具有CAN总线接口的步进电机驱动装置可以直接接入分布式CAN总线网络，驱动装置成为了CAN总线中的智能节点，可实时接收上位节点的控制指令，对步进电机的运行参数和运行状态实施远程网络控制。