基于LPC2148的步进电机调速和测速系统设计

步进电机的调速和测速系统一般都采用ARM作为控制器，外加分立的数字逻辑电路和模拟电路构成。该系统以LPC2148作为控制核心，合理选择电动机的频率控制和闭环反馈控制，实时检测和调整电机的转速，使系统既具有良好的稳态性能，又具有良好的动态性能。

1 系统的工作原理
该系统主要由基于LPC2148为核心的主控电路连接电机驱动电路、通信模块电路(RS232)、测速电路(霍尔传感器)、A／D转换电路等其他电路组成，如图l所示。图2为ARM主控芯片。LPC2148为核心的主控电路负责频率输出，通过改变频率的大小来控制电机的转速，采集电路采集的数据可以通过RS-232接口电路与PC机实现通信。同时LPC2148模块将采集到的数据进行处理，根据偏差值进一步修正频率控制信号的输出。

2 硬件设计
2．1 调速模块设计
该系统对步进电机进行调速通过调整频率的方法。步进电机转速=f×60／200x，其中x是细分倍数，细分驱动方式下，由于步距角小，步进电机的控制精度明显提高，同时这种驱动方式又可有效抑制低速运行中产生的噪声和振荡现象。步进电机采用1．8°的二相四拍式，200个步进脉冲可以转一圈。其步进动作时受ARM控制，电机专用驱动器L298对步进电机进行驱动，驱动电路如图3所示。L298内部包含4通道逻辑驱动电路，是一种二相和四相电机的专用驱动器。即内含2个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46 V、2 A以下的电机。ARM主控制器是通过右端的控制口接入，而M1～M4这4个端口用于连接电机，通过右端输入脉冲信号的变化对其控制。