微控制器的電氣接口

微控制器的電氣接口第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四2

BASICStamp2（BS2）微控制器特點(diǎn)●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(diào)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(diào)試接口●有幾千個應(yīng)用實(shí)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(biāo)第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四3

BS2的引腳布局和擴(kuò)展電路芯片引腳布局BS2擴(kuò)展電路Education公司的USB口程序開發(fā)板第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四4

BS2微控制器的應(yīng)用建議●BS2的VDD的引腳提供一個外部的5V穩(wěn)壓電源，因?yàn)橥ㄟ^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(yù)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(fù)位控制，

只需安裝一個按鈕，當(dāng)按下按鈕時該引腳接地，則BS2就

復(fù)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4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四56.1.2LM629微控制器簡介LM629是NationalSemiconductor生產(chǎn)的一款電機(jī)專用運(yùn)動控制處理器，一個芯片內(nèi)集成了數(shù)字式運(yùn)動控制器的全部功能，能完成數(shù)字運(yùn)動控制中的高精度實(shí)時計算任務(wù)。該控制器可用于直流、無刷直流電機(jī)及其它可提供增量式位置反饋信號的伺服機(jī)構(gòu)，使得設(shè)計一個快速、準(zhǔn)確的運(yùn)動控制系統(tǒng)的任務(wù)變得輕松、容易LM629微控制器特點(diǎn)●內(nèi)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(jìn)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(shí)時可編程中斷

●可對增量式光電編碼盤的輸出進(jìn)行4倍頻處理第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四6

LM629的系統(tǒng)框圖LM629的硬件結(jié)構(gòu)圖

LM629微控制器的結(jié)構(gòu)第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四7

LM629微控制器的工作原理及應(yīng)用●LM629通過I/O口與主處理器通訊,輸入運(yùn)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(zhuǎn)速、最終位置數(shù)據(jù)，LM629利用這些數(shù)據(jù)計算運(yùn)行軌跡。在電動機(jī)運(yùn)行時，除了加速度，其余參數(shù)允許更改。●LM629的編碼器A、B信號邏輯狀態(tài)每變化一次，內(nèi)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(chǎn)生一個Index信號送入Index寄存器，記錄電動機(jī)的絕對位置。

●LM629在速度控制方式時，電動機(jī)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?！馤M629內(nèi)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7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四8

電阻緩沖集成芯片緩沖

緩沖接口6.2微控制器、計算機(jī)的電氣接口

微控制器與驅(qū)動器及計算機(jī)或主處理器的接口有三種標(biāo)準(zhǔn)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(jī)與電路間的接口形式6.2.1輸入/輸出接口第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四9

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(yīng)慢。

串行接口●異步串行接口——雙線接口,一根發(fā)數(shù)據(jù),另一根接收數(shù)據(jù)，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(jù),另一根I/O線為數(shù)據(jù)傳輸線，速度稍快?！馭PI接口——三線接口，串行時鐘、中級第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四10

6.2.2與電源接口第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四11

主要參考文獻(xiàn)：（1）[美]丹尼斯.克拉克等著，宗光華等譯，機(jī)器人設(shè)計與控制，科學(xué)出版社，200