实践之基于ADI Blackfin ADSP 的直流电机驱动

上午一直跟同学们讨论关于直流电机驱动的问题，下午终于实现了，写出来给大家分享一下。

主要用直流电机实现车库的控制，以下为实现原理：

1、直流电动机的PWM电路原理
晶体管的导通时间也被称为导通角а，若改变调制晶体管的开与关的时间，也就是说通过改变导通角а的大小，如下图所示，来改变加在负载上的平均电压的大小，以实现对电动机的变速控制，称为脉宽调制(PWM)变速控制。在PWM变速控制中，系统采用直流源，放大器的频率是固定，变速控制通过调节脉宽来实现。构成PWM的功率转换电路或者采用H桥式驱动，或者采用T式驱动。由于T式电路要求双电源供电，而且功率晶体管承受的反向电压为电源电压的两倍。因此只适用于小功率低电压的电动机系统。而H桥式驱动电路只需一个电源，功率晶体管的耐压相对要求也低些，所以应用得较广泛，尤其用在耐高压的电动机系统中。

脉宽调制(PWM)变速原理图

2、直流电动机的PWM等效电路
如下图所示：是一个直流电动机的PWM控制电路的等效电路。在这个等效电路中，传送到负载(电动机)上的功率值决定于开关频率、导通角度及负载电感的大小。开关频率的大小主要和所用功率器件的种类有关，对于双极结型晶体管(GTR)，一般为lkHz
至5kHz，小功率时(100W，5A以下)可以取高些，这决定于晶体管的特性。对于绝缘栅双极晶体管(IGBT)，一般为5kHz至l2kHz；对于场效应晶体管(MOSFET)，频率可高达2OkHz。另外，开关频率还和电动机电感有关，电感小的应该取得高些。

驱动的实现：

ucLinux 下的直流电机程序包括模块驱动程序和应用程序两部分。Module 驱动程序实现了以
下方法：
static struct file_operations Blackfin_dcm_fops = {
owner: THIS_MODULE,
open:Blackfin_dcm_open,
ioctl:Blackfin_dcm_ioctl,
release: Blackfin_dcm_release,
};
开启设备时，配置 IO 口为定时器工作方式：
({ GPBCON =~ 0xf; GPBCON |= 0xa; })
配置定时器的各控制寄存器：
({ TCFG0 = ~(0x00ff0000);
TCFG0 |= (DCM_TCFG0);
TCFG1 = ~(0xf);
TCNTB0 = DCM_TCNTB0; /* less than 10ms */
TCMPB0 = DCM_TCNTB0/2;
TCON =~(0xf);
TCON |= (0x2);
TCON =~(0xf);

TCON |= (0x19); })
在Blackfin_dcm_ioctl中提供调速功能接口：
case DCM_IOCTRL_SETPWM:
return dcm_setpwm((int)arg);
应用程序dcm_main.c中调用：
ioctl(dcm_fd, DCM_IOCTRL_SETPWM, (setpwm * factor));
从而实现直流电机速度的调整。