赵葵银 伍萍辉 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍一种以80c196kc和80c196mc双单片机的控制核心的通用伺服控制系统。该系统在同一硬件平台上通过改变软件的运行方式和控制算法，可实现对感应异步电机、永磁同步电机和直流伺服电机等三种不同电机的伺服控制。

     关键词：通用伺服控制系统

     intel80c196 控制方式

     随着电力电子技术、微电子技术及自控理论的发展，交直流电机调速系统获得了迅猛的发展；计算机技术的应用，使控制系统从模拟控制向数字控制、从硬件控制向软件控制方向发燕尾服；数字化的处理方法，使得象矢量控制、智能控制等新的控制理论得以实现，控制方式更加灵活。通用伺服控制系统就是充分利用了软件控制的灵活性，在一套常规的交流数字伺服系统硬件平台上，通过改变软件的运行方式，可以实现对交流异步电机、永磁同步电机和直流伺服电机的三位一体化控制。

     1 系统的硬件组成

     伺服控制系统采用两片80c196作为控制核心，智能功能模块ipm作逆变器，见图1。系统硬件电路主要分以下三部分：主电路、控制电路、驱动及隔离接口电路。各部分主要部件及功能介绍如下。

     1.1 主电路智能功率模块ipm

     逆变器使用三菱公司的pm59rsa120功率模块，其内部有7只igbt，除用于三相桥臂外，另外一只可用做泵升电压的旁路开关。ipm内部集成有各路igbt的驱动电路及异常情况检测电路，如过压、过流、过温等。当检测信号之一不正常时，其f0输出端变这低电平，送到80c196mc的extint端，发出相应故障信号。

     逆变器输出端负载为交流或直流电机时，其接法也不相同，见图2.控制对象是感应异步电机或永磁同步电机时，由六个igbt组成三相桥式逆变电路，实现对电机的变频调速控制如图2（a）；控制对象为直流伺服电机时，只有四个igbt组成h型脉宽调制电路，如图2（b），实现脉宽调速控制。

     1.2 控制电路硬件

     高性能的伺服控制系统通常具有位置反馈、速度反馈、电流反馈三闭环结构。为实现系统的上述全数字化控制结构，控制线路采用2片16位单片机作为控制核心（见图1）。其中1#单片机型号为intel80c196kc，它主要完成以下工作：接受串行口输入的控制信号和光电编码器的电机位置信号；完成位置环的智能控制算法，得以速度给定信号；把速度给定信号通过双口ram并行通讯送到2#单片机；接受键盘输入信号并进行相应处理；输出系统显示信号至显示器；完成系统的故障检测。

     2#单片机型号为intel80c196mc。2#单片机选用该型号主要是考虑其输出信号将控制逆变器，而intel80c196mc是一种专门为电机控制设计的单片机。其内部有一个自然数wg的pwm驱动信号发生器，占用cpu时间非常短，由p6口直接输出6路spwm信号，或4路pwm信号，用于ipm

     的驱动，每个引脚驱动电流可达20ma，驱动频率也很高，死区时间可由程序设置，以防同一桥臂两igbt直通。2#单片机主要完成以下工作：从双口ram接受速度给定信号；对电压电流信号进行a/d转换；进行速度环、电流环运算；控制交流电机时，进行矢量变换，wg产生pwm驱动信号，完成过流、过压等故障检测及保护功能。

     又口通讯：双单片机间的数据并行通讯采用双口ram

     idt7130，这是一种高速1k×8bit双口静态ram，带片内总线仲裁电路，适用于双机之间大量数据的快速双向传递。idt7130提供了两套各自独立的控制和地址总线，同时提供了busy和int两种总线仲裁方式。mcs96系列芯片均有ready管脚，将它与idt7130的busy引脚相连，就可以实现延时，idt7130芯片内部的集成竞争逻辑基于访问信号先到者优先的原则，可以在两个cpu同时访问端口时进行地址访问或片选匹配。将两端口中访问慢的一方busy引脚电平下拉，使之写入操作无效；一旦一方访问完毕，访问慢的一方busy线恢复上拉电平状态，即可继续访问双口ram。

     1.3 光电隔离及驱动电路

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