系统硬件总体结构框图

如图4.1所示，本系统分为几部分：

• RS232转SCI通讯接口电路用于PC机与DSP通讯的电平转换。
  • 速度模拟控制输入接口电路用于速度控制信号以模拟的方式输入。；
  • LCD显示电路用于LCD显示速度等信息。；
  • 光电码盘接口电路用于光电码盘与DSP的连接。
  • 电流检测电路用于U和V相电流的检测。；
  • 驱动、隔离电路用于隔离驱动逆变电路。

4.3 电流检测电路

TMS320F2812 芯片内含12位单极性A/D 转换模块，A/D 采样总共有16 个通道。最小转换时间为60ns，可实现对电机的三相电压采样无需进行相位补偿。但由于是单极性的所以对交流采样时要加提升电路，使交流信号电压范围在0V～3V 之间。本系统中使用了3路A/D 转换输入，分别为两路电流检测和一路模拟信号输入采样。电流检测就是把交流电机的两相定子电流转换成相应的二进制代码，以方便处理。因为本系统是三相平衡系统IA + IB + IC = 0，因此只要检测其中两路电流，就可以得到三相电流。系统中检测电机定子电流用霍尔电流传感器，输入输出比为200：1。由于霍尔元件输出的是弱电流信号，因此，应将该电流信号转换成电压信号，然后经过滤波加法处理，由于霍尔电流传感器的输出为有正负方向的电流信号，而TMS320F2812 片内A／D 转换器为单极性输入为0～3V的电压信号，因此要有电压偏移电路。为防止电压过高或者过低，设计了由二极管组成的限幅电路。图4.2 是实现这一系列目的的电路原理图。

4.4 光电码盘接口电路

每个事件管理器模块都有一个正交编码脉冲电路，该电路可以在编码和计数引脚CAP1/QEP1和CAP2/QEP2（对于EVA 模块）或CAP3/QEP3和CAP4/QEP4（对于EVB模块）上输入正交编码脉冲。正交编码脉冲电路可用于连接光电编码器以获得旋转机械的位置和速率等信息。

本系统中电动机的转速是通过光电码盘检测的，选用M法测速原理——即在某一采样时间内，通过对脉冲的计数来确定电机转速的大小。系统中采用的增量式光电脉冲编码器，它仅输出两相正交的方波脉冲信号（A、B）和零位脉冲（Z）三路脉冲信号，从A、B 两相脉冲的脉冲个数和相位超前关系可以得到位置偏移量。实际应用时，由于光电脉冲发生器通常装在电机转子轴上，必然受到较强的电磁干扰，为提高系统的抗干扰性能，它发出的脉冲信号需要经过差动输入和光电隔离元件隔离之后，才能进行处理。速度和位置检测的QEP接口隔离电路如图4.3 所示，这里还利用隔离光耦驱动电压的不同巧妙的解决了外部+5V电压与DSP的+3.3V 电压之间的电平转换问题。

光电码盘输出的A、B 两路脉冲信号经光电隔离处理整形后直接送入QEP 单元的QEP1、QEP2 引脚，经内部译码逻辑单元产生内部四倍频后的脉冲信号CLK和转向信号DIR。对脉冲信号CLK 的计数可由T2（EVA）或T4（EVB）计数器完成。计数器的计数方向由DIR信号决定。当QEP1输入超前时，所选计数器加计数，当QEP2输入超前时，计数器减计数。