[实用新型]基于FPGA的电动舵机控制器

权利要求书

1、基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：包括FPGA模块(1)、电源模块(2)、数字通信模块(3)、信号调理及A/D转换模块(4)和电机驱动模块(5)，电源模块(2)分别与FPGA模块(1)、数字通信模块(3)、信号调理及A/D转换模块(4)和电机驱动模块(5)相连并提供相应电源，FPGA模块(1)与数字通信模块(3)、信号调理及A/D转换模块(4)以及电机驱动模块(5)数据线连接，并控制数字通信模块(3)、信号调理及A/D转换模块(4)和电机驱动模块(5)，信号调理及A/D转换模块(4)将上位机模拟电压信号和舵机角位移传感器的模拟信号转换为数字信号后传输到FPGA模块(1)，上位机的数字信号直接进入数字通信模块(3)后传输到FPGA模块(1)，FPGA模块(1)接受到数字信号后，进行数据并行处理，FPGA模块(1)将处理好的信号送到电机驱动模块(5)，电机驱动模块(5)根据FPGA模块(1)输入的信号，形成H桥或三相桥驱动信号，驱动多路舵机。

2、根据权利要求1所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的FPGA模块(1)包括控制中心模块(6)、RAM模块(7)、UART模块(8)、1553b模块(9)、A/D采样控制及数字滤波模块(10)、故障检测模块(11)、状态指示模块(12)、PWM生成模块(13)和PID运算模块(14)，控制中心模块(6)分别与RAM模块(7)、UART模块(8)、1553b模块(9)、A/D采样控制及数字滤波模块(10)、故障检测模块(11)、状态指示模块(12)和PID运算模块(14)数据线连接，PID运算模块(14)与PWM生成模块(13)数据线相连，控制中心模块(6)控制各模块间的数据传递，UART模块(8)、1553b模块(9)根据数字通信模块(3)传入的数字信号向控制中心模块(6)传送读或写数据请求，控制中心(6)将RAM模块(7)中相应的数据送到UART模块(8)、1553b模块(9)或将传送的数据写入RAM模块(7)中的相应位置并送入PID运算模块(14)，A/D采样控制及数字滤波模块(10)将从信号调理及A/D转换模块(4)获取的控制及反馈数据送给PID运算模块(14)，同时把数据经由控制中心(6)写入RAM模块(7)中的相应位置，PID运算模块(14)结合通过控制中心(6)从RAM模块(7)获取的PID调节参数对接受到的数据进行PID运算并将PID运算的结果传送到PWM模块(13)，PWM模块(13)根据PID运算的结果和通过控制中心(6)从RAM模块(7)中获取的电机启停指令，控制多路舵机。

3、根据权利要求1所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的电源模块(2)包括DC/DC电源模块和两路低压差电压调节器LDO，DC/DC电源模块与低压差电压调节器串联，两路低压差电压调节器LDO并联，DC/DC电源模块将28VDC电源转换为15VDC和5VDC，两路低压差电压调节器LDO将5VDC转化为3.3VDC和1.5VDC。

4、根据权利要求1所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的数字通信模块(3)包括RT工作模式的1553b总线通信接口和UART通信接口，两个接口独立工作。

5、根据权利要求1所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的信号调理及A/D转换模块(4)由TLV2374芯片、HEF4051芯片、ADS7818芯片及辅助电路组成，两个TLV2374芯片将上位机四路模拟电压信号和舵机角位移传感器的四路模拟信号调理至0～5VDC，由HEF4051分时将信号送给ADS7818完成多路信号的A/D转换。

6、根据权利要求1所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的电机驱动模块(5)由多片三相桥驱动芯片和功率开关管及辅助电路组成，三相桥驱动芯片及辅助电路将FPGA模块(1)输入的控制信号转化为功率开关管所需的上、下桥臂驱动信号，由功率开关管组成的三相桥电路的总电流经过功率开关管的采样电阻将电流信号传递回三相桥驱动芯片。

7、根据权利要求3所述的基于FPGA的电动舵机控制器，其特征在于：所述的FPGA模块(1)采用VHDL或Verilog HDL硬件描述语言编写的EP1C6T144I7芯片。