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HCTL-1100 的PDF資料 下載 ,488331K

HCTL-1100 的貨源和報價 HCTL-1100 的相關(guān)技術(shù)信息

其他型號

運(yùn)動控制系列芯片HCTL-1100的原理及應(yīng)用

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院 

　　摘要：HCTL-1100是美國Agilent公司生產(chǎn)的高性能通用運(yùn)動控制系列芯片。利用它可以與主處理器、放大器、電機(jī)和增量式編碼器構(gòu)成一個完整的運(yùn)動控制系統(tǒng)。因此HCTL-1100可廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、醫(yī)療器械、原材料加工和各種自動化控制領(lǐng)域。文中介紹了HCTL-1100芯片的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用。 
　　關(guān)鍵詞：HCTL-1100 
運(yùn)動控制 單片機(jī) 電機(jī) 增量式編碼器 
1 HCTL-1100的特性
　　HCTL-1100是美國Agilent公司生產(chǎn)的高性能通用運(yùn)動控制系列芯片，它內(nèi)部集成了數(shù)字濾波器、換向器等可編程器件，因而可以使系統(tǒng)使用最少的元件來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制，這樣不僅減輕了上位主機(jī)的控制負(fù)擔(dān)，同時還具有很大的靈活性。HCTL-1100的主要特點(diǎn)如下：
　　●功耗低；
　　●具有PDIP和PLCC兩種封裝形式；
　　●可用來控制直流有刷、直流無刷和步進(jìn)電機(jī)；
　　●內(nèi)含可編程數(shù)字濾波器和換向器；
　　●具有8位并行和PWM（脈寬調(diào)制）電機(jī)額定值輸出端口；
　　●與TTL電平兼容；
　　●帶有協(xié)調(diào)多個HCTL-1100的SYNC（同步）引腳；
　　●具有100kHz～2MHz的工作頻率范圍；
　　●帶有編碼器輸入端口。
2 TCTL-1100的引腳功能
　　TCTL-1100具有40-PDIP和44-PLCC兩種封裝形式：圖1和圖2分別為這兩種封裝形式的腳排列圖。
HCTL-1100運(yùn)動控制芯片各主要引腳的功能說明如下：
　　●同步引腳（SYNC）
　　該引腳只在INIT/IDLE模式下有效�？捎脕硗�步兩個或多個芯片。將多個芯片的SYNC端連在一起來接收上位機(jī)的命令可實(shí)現(xiàn)同步控制。
　　●限位引腳（LIMIT）
　　用于輸入緊急限位標(biāo)志，低電平有效。當(dāng)該腳有效時，器件將進(jìn)入INIT/IDLE模式，清除電機(jī)額定值并切斷電機(jī)電源，同時清除三個控制模式標(biāo)志。當(dāng)由INIT/IDLE模式重新進(jìn)入控制模式后，這些標(biāo)志可自動恢復(fù)原值。不用時應(yīng)將該腳連到VDD，否則會引起觸發(fā)而使系統(tǒng)進(jìn)入錯誤的緊急狀態(tài)。
　　●停止引腳（STOP）
     該停止標(biāo)志僅適用于積分速率模式，低電平有效。有效時，系統(tǒng)將會減速直到停止，同時將保持零速度狀態(tài)直到該位變高和新的速度命令被接收為止。不用時也應(yīng)將該端連到VDD。
　　●編碼器輸入引腳（CHA，CHB，INDEX）
　　這三個引腳可用于接收增量式編碼器的TTL，電平輸出。共中通道A和B所接收的信號將被編碼成24位位置計數(shù)器信號并從換向器輸出。
　　●電機(jī)額定值端口（MC0-MC7）
     八位電機(jī)額定值端口由寄存器R08H組成，該寄存器的數(shù)據(jù)將直接傳到外部引腳MC0-MC7。其中MC7是最高有效位，R08H可讀可寫，寫入時通常為INIT/IDLE狀態(tài)。

　　●脈寬調(diào)制（PWM）輸出端口（PLUSE，SIGN）
     PWM端口由PULSE和SIGN引腳組成。該端口輸出的電機(jī)額定值為帶有正負(fù)極性的脈寬調(diào)制信號。
　　●梯度式引腳（PROF）
　　該引腳與內(nèi)部狀態(tài)寄存器的軟件標(biāo)志位4位連，也可由標(biāo)志寄存器（R00H）的位0表示。當(dāng)引腳和標(biāo)志位為高時，表明系統(tǒng)正處于梯度式移動狀態(tài)。移動結(jié)束后，控制器將對該標(biāo)志位清零。應(yīng)當(dāng)注意：標(biāo)志位清零的那一刻并不表明電機(jī)已停止工作。因此，它只是命令描述的完成而不是實(shí)際操作的完成。如果電機(jī)在移動中發(fā)生延遲而能跟上命令所要求的物理移動，則標(biāo)志位將在移動完成前被清零。
　　●初始化/空閑引腳（INIT）
　　該引腳的狀態(tài)用于表明HCTL-1100正處于初始化/空閑狀態(tài)，它應(yīng)與內(nèi)部狀態(tài)寄存器的位5相連，也可由標(biāo)志寄存器（R00H）的位1表示。
　　●換向器引腳（PHA～PHD）
　　這些引腳用于驅(qū)動無刷或步進(jìn)電機(jī)。使用時可以對這四個引腳進(jìn)行編程，以用于驅(qū)動多相電機(jī)的每個線圈。

3 工作原理
　　HCTL-1100可通過8位雙向地址數(shù)據(jù)復(fù)用端口與主機(jī)相連，以接收運(yùn)動控制命令并控制電機(jī)帶動目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)動，同時從增量式編碼器的積分輸出端接收位置（或速度）反饋信息。將該信息與預(yù)置的額定值進(jìn)行比較，并將矯正后的值輸出給控制電機(jī)便可以帶動目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)動。圖3為其運(yùn)動控制原理框圖，圖4所示為HCTL-1100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
4 HCTL-1100的寄存器
　　 HCTL-1100的工作過程由內(nèi)部的64個八位寄存器控制。其中35個寄存器用于進(jìn)行初始化或命令字的寫入等操作。剩余的29個作為臨時寄存器，但這些寄存器不能直接使用�？捎玫�35個寄存器可分為一般控制、輸出、濾波器和換向器四類。一般控制寄存器又包括標(biāo)志寄存器（R00H）、可編程計數(shù)器（R05H）、狀態(tài)寄存器（R07H）、采樣定時寄存器（R0FH）、讀實(shí)際位置和預(yù)置實(shí)際位置寄存器等。而輸出寄存器（包括禁止極性轉(zhuǎn)換，8位電機(jī)額定值和脈寬調(diào)制額定值輸出）則包括電機(jī)額定值寄存器（R08H）和脈寬調(diào)制額定值寄存器（R09H）兩種。
5 工作流程
　　HCTL-1100有三種設(shè)置路徑和四種控制模式可供用戶選擇。三種路徑包括復(fù)位、初始化/空歲和排列對齊。四種控制模式分別為：位置控制、比例速率控制、梯形速度控制和積分速度控制。
 圖5給出了如何用命令來設(shè)置路徑和切換控制模式的流程圖。
6 具體應(yīng)用
　　CTL-1100與主機(jī)（以8051為例）接口時，可通過8051的I/O端口P1.0～P2.3來控制HCTL-1100的讀/寫、輸出使能、片選、地址鎖存和復(fù)位等控制引腳。其部分軟件程序如下：
     RD1100：SETB P2.0 ；設(shè)置讀/寫狀態(tài)為讀
     MOV P，1B ；鎖存地址
     CLR P2.3 ；鎖存地址
     CLR P2.3 ；發(fā)地址鎖存信號脈沖
     SETB P2.3
     MOV P1,#0FFH
     CLR P2.2 ；發(fā)片選信號脈沖
     SETB P2.2
     NOP
     NOP
     NOP ；延時4μs，為1MHz的HCTL-1100提供足夠的時間
     CLR P2.1 ；設(shè)置輸出勢能引腳為效
     MOV A，P0 ；從1100獲取數(shù)據(jù)
     SETB P2.1 ；使輸出勢能無效
     RET