[实用新型]一种基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种输出驱动脉冲信号精准控制的超声电机驱动控制器，通过嵌入式芯片硬件的合理配置和软件程序的动态控制，能够实现对输出驱动脉冲的精准控制，属于超声电机驱动控制器领域。

背景技术

超声电机是一种利用逆压电效应，弹性体振动和摩擦传动原理的新型电机。与传统电机相比，超声电机具有低转速、力矩/质量比大、响应速度快、停电自锁、纳米级分辨率、无电磁干扰等特点。

超声电机需要两路正交相位的超声频率信号源来驱动。目前，已有的超声电机驱动器通常提供的IO接口，供外部控制器（例如：运动控制卡等）来控制电机的启动/停止和用模拟电压来调节电机的转速。但是，无法实现纳米级分辨率要求的输出驱动脉冲串的起始相位和停止相位均为0o相位、以及输出脉冲数目可以实现精准控制的要求。

现有专利技术“基于嵌入式系统级芯片超声电机驱动控制器”（ZL 200710134453.3），利用PSoC芯片的PWM模块直接产生四路方波信号推动MOS管完成直流逆变，具有根据电机运行状态自动调频、调相和调压功能，但是却不能够实现输出驱动脉冲相位和脉冲数目的精准控制。

发明内容

本实用新型的所要解决的技术问题是提供一种基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器，通过PSoC芯片的可编程功能和脉冲数目控制算法，构造超声电机驱动器，能够实现输出驱动脉冲相位和脉冲数目的精准控制，从而实现直线型超声电机纳米级直线位移和旋转型超声电机亚角秒级旋转角度分辨率的精准脉冲驱动控制的目标。

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：

一种基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器，包括嵌入式可编程芯片PSoC、第一驱动与匹配模块和第二驱动与匹配模块；其中嵌入式可编程芯片PSoC的输出端分别与所述两个驱动与匹配模块的输入端连接，所述两个驱动与匹配模块的输出端分别与超声电机的输入端连接。

进一步的，前述的基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器中，嵌入式可编程芯片PSoC包括计数器、定时器、串行通信模块、以及分别两路同步正交的第一PWM信号发生器与第二PWM信号发生器、第一缓冲器与第二缓冲器、第一输出总线逻辑器与第二输出总线逻辑器；

其中，所述第二PWM信号发生器的信号输出端分别与计数器的信号输入端、第二输出总线逻辑器连接；所述第一PWM信号发生器的信号输出端与所述第一输出总线逻辑器的信号输入端连接；

所述计数器的信号输出端分别与所述两个缓冲器的信号输入端连接，所述第一缓冲器的信号输出端与第一输出总线逻辑器的信号输入端连接，第二缓冲器的信号输出端与第二输出总线逻辑器的信号输入端连接；

所述第一输出总线逻辑器的信号输出端与第一驱动与匹配模块的信号输入端连接，第二输出总线逻辑器的信号输出端与第二驱动与匹配模块的信号输入端连接；     所述串行通信模块与远程控制端连接。

进一步的，前述的基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器中，计数器用于控制驱动脉冲的输出个数，该计数器的中断模块能用来控制脉冲组数以及脉冲周期。

进一步的，前述的基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器中，定时器产生0.5ms时间基准，用于嵌入式可编程芯片PSoC的分时调度系统的定时控制。

进一步的，前述的基于嵌入式芯片的超声电机驱动控制器中，串行通信模块用于实现对输出驱动频率、脉冲个数、脉冲组数、脉冲周期等动/静态参数的远程设置。

本实用新型采用上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型通过对超声电机驱动频率、脉冲个数、脉冲组数、脉冲周期的精准控制，达到了对直线型超声电机纳米级直线位移和旋转型超声电机亚角秒级旋转角度分辨率的精准脉冲驱动控制的目标。

附图说明：

图1 是基于PSoC芯片的超声电机驱动器；

图2 是PSoC可编程数字单元链接电原理框图；

图3 是PSoC分时调度系统原理框图；

图4 是PSoC脉冲模式输出示意图；

图5 是PSoC脉冲中断原理框图。

具体实施方案:

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：