觀測技術(shù)及儀器的進(jìn)步推動了太陽物理的研究,步進(jìn)電機(jī)是各類觀測儀器精密結(jié)構(gòu)調(diào)整部件中經(jīng)常采用的驅(qū)動源,步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能直接影響太陽望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)精度和時(shí)間分辨率。介紹了一套懷柔太陽觀測基地自主研制的多軸步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以現(xiàn)場可編程門陣列為核心控制器,利用中斷處理機(jī)制及輸入/輸出寄存器產(chǎn)生多路晶體管-晶體管邏輯電平（TTL）方波信號,結(jié)合驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)多軸步進(jìn)電機(jī)控制;通過周期信號化簡處理算法縮短電機(jī)調(diào)整時(shí)間;以霍爾器件作為位置傳感器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制,通過對霍爾信號的軟、硬件濾波處理,提高信號識別的準(zhǔn)確率;設(shè)計(jì)了板載存儲電路,實(shí)時(shí)保存系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù),大幅提高系統(tǒng)整體的可靠性。同時(shí),該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了豐富的輸入/輸出接口、通訊接口,提高系統(tǒng)的可集成性。目前該系統(tǒng)已在多臺太陽望遠(yuǎn)鏡中投入使用。 

【文章來源】：天文研究與技術(shù). 2020,17(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

對設(shè)計(jì)完成的步進(jìn)電機(jī)控制器硬件電路進(jìn)行裝配集成(圖2)�？刂破靼�48路信號輸出端口、20路中斷信號輸入端口以及8路自定義擴(kuò)展口。最高可實(shí)現(xiàn)14路步進(jìn)電機(jī)同步控制。2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.2 位置信息存儲為提高嵌入式系統(tǒng)的集成度,本文在硬件設(shè)計(jì)部分加入了外置存儲芯片,用于保存步進(jìn)電機(jī)的位置信息。存儲芯片選用FM25L256型鐵電存儲器,支持串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線通信協(xié)議,存儲器陣列為8 × 237 68 bit共256 KB。在軟件設(shè)計(jì)中編寫對應(yīng)芯片驅(qū)動模塊,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。驅(qū)動指令由8位操作代碼、16位地址碼以及數(shù)據(jù)構(gòu)成。設(shè)計(jì)時(shí)需申請臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲空間,用于存放讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)。為方便其他函數(shù)的調(diào)用,將該驅(qū)動代碼部分封裝為獨(dú)立的模塊,并留出相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口及操作模式接口。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)位置變動時(shí),對其變動后的新位置進(jìn)行存儲�？刂破鲾嚯娭貑r(shí),自動讀取斷電前保存的位置信息。除此之外,還可根據(jù)不同項(xiàng)目需求對其他配置信息進(jìn)行存儲,例如濾光器控制中的線心位置信息存儲以及定天境軸系控制中的恒動、快動以及慢動速度值的存儲。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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