微控制器的電氣接口

微控制器的電氣接口第一頁，共十一頁，2022年，8月28日2

BASICStamp2（BS2）微控制器特點●微控制器和開發(fā)軟件價格低廉

●編程器接口集成于微控制器上●集成+5V的電壓調節(jié)器，輸出電流為100mA

●采用全特性的PBASIC語言作為編程語言

●

RS-232編程/調試接口●有幾千個應用實例可以借鑒和選擇

●非常好的售后支持（Parallax公司）BS2的不同款式和性能指標第二頁，共十一頁，2022年，8月28日3

BS2的引腳布局和擴展電路芯片引腳布局BS2擴展電路Education公司的USB口程序開發(fā)板第三頁，共十一頁，2022年，8月28日4

BS2微控制器的應用建議●BS2的VDD的引腳提供一個外部的5V穩(wěn)壓電源，因為通過PIC的I/O引腳的電流過大時穩(wěn)壓器會燒壞。●施加在芯片上的電壓很高時，BS2的I/O引腳很可能受到損壞，預防辦法是無論I/O引腳上連接何裝置，都給它串

接一個220歐姆的電阻，以限制流過I/O引腳的電流。

●BS2提供了“-RES”引腳，因而不需要外部復位控制，

只需安裝一個按鈕，當按下按鈕時該引腳接地，則BS2就

復位。

●

給BS2系統(tǒng)做一個編程接口，可使在寫程序時不用來回拆

卸BS2，以減少I/O引腳的磨損，延長BS2的使用壽命。第四頁，共十一頁，2022年，8月28日56.1.2LM629微控制器簡介LM629是NationalSemiconductor生產的一款電機專用運動控制處理器，一個芯片內集成了數(shù)字式運動控制器的全部功能，能完成數(shù)字運動控制中的高精度實時計算任務。該控制器可用于直流、無刷直流電機及其它可提供增量式位置反饋信號的伺服機構，使得設計一個快速、準確的運動控制系統(tǒng)的任務變得輕松、容易LM629微控制器特點●內部有32bit的位置、速度和加速度寄存器

●

l6bit可編程數(shù)字PID控制器;●

8bit分辨率的PWM輸出

●可以進行位置和速度控制

●速度、位置和數(shù)字PID控制器參數(shù)可以在控制過程中改變●實時可編程中斷

●可對增量式光電編碼盤的輸出進行4倍頻處理第五頁，共十一頁，2022年，8月28日6

LM629的系統(tǒng)框圖LM629的硬件結構圖

LM629微控制器的結構第六頁，共十一頁，2022年，8月28日7

LM629微控制器的工作原理及應用●LM629通過I/O口與主處理器通訊,輸入運動參數(shù)和控制參數(shù)，輸出狀態(tài)和信息?！馤M629的梯形速度圖發(fā)生器用于計算所需的梯形速度分布圖。在位置控制方式時，主處理器送來加速度、最高轉速、最終位置數(shù)據，LM629利用這些數(shù)據計算運行軌跡。在電動機運行時，除了加速度，其余參數(shù)允許更改?！馤M629的編碼器A、B信號邏輯狀態(tài)每變化一次，內置的位置寄存器就會加(減)1。A、B、Z信號同時低電平時，就產生一個Index信號送入Index寄存器，記錄電動機的絕對位置。

●LM629在速度控制方式時，電動機用規(guī)定的加速度加速到規(guī)定的速度，并一直保持這一速度，直到新的速度指令執(zhí)行。如果速度存在擾動，LM629可使其平均速度恒定不變。●LM629內部有一個數(shù)字PID控制器，用來控制閉環(huán)系統(tǒng)。數(shù)字PID控制器采用增量式PID控制算法，所需的KP

、KI

、KD系數(shù)由主處理器提供。第七頁，共十一頁，2022年，8月28日8

電阻緩沖集成芯片緩沖

緩沖接口6.2微控制器、計算機的電氣接口

微控制器與驅動器及計算機或主處理器的接口有三種標準方式可以采用：緩沖接口、隔離接口、串行接口?！耠娮瑁o源）緩沖——與其它接口芯片間

●集成芯片（有源）緩沖——PC機與電路間的接口形式6.2.1輸入/輸出接口第八頁，共十一頁，2022年，8月28日9

光電隔離串行接口

隔離接口使兩個子系統(tǒng)在電氣上相互隔離，但仍可以通過光路來傳遞數(shù)字信息，也稱為光電隔離?？刹恍枰驳剡B接，但反應慢。

串行接口●異步串行接口——雙線接口,一根發(fā)數(shù)據,另一根接收數(shù)據，速度較慢。有RS232和TTL兩種邏輯電平方式。

●I2C接口——雙線接口,一根I/O線為時鐘信號線發(fā)數(shù)據,另一根I/O線為數(shù)據傳輸線，速度稍快?！馭PI接口——三線接口，串行時鐘、中級第九頁，共十一頁，2022年，8月28日10

6.2.2與電源接口第十頁，共十一頁，2022年，8月28日11

主要參考文獻：（1）[美]丹尼斯.克拉克等著，宗光華等譯，機器人設計與控制，科學出版社，2