伺服系统的芯片控制
系统采用了Tiny系列单片机M16C0262F8,是专为电机控制设计的高机能、低价位的定点单片机芯片,以16位定点CPU为内核,48针的QFP封装,并且具有专门的三相马达控制用的定时功能,具有以1个时钟周期执行的指令,实现了高速运算处理。
不管在触摸屏维修时使用汇编语言仍是使用c语言,都能开发,并且将频繁使用的指令分配成l字节的操纵码,所以开发的程序相对来说占用存储容量小的且效率高。
另外,具有内部乘法器,能进行高速乘法运算。
一、储存器的配置
Tiny单片机芯片内包含有用来存储指令及数据的ROM和RAM,也可以使用外部存储器,有1M字节的线性地址空间,寻址地址空间从00000H到FFFFFH。
从00016H到003FFH 为专用寄存器区(SFR)的地址范围;I/O口、A/D转换器,串行口和定时器等内置周边电路所用的控制寄存器均位于此区域内。
从00400H往高低址延伸的一段是RAM区,除存储数据外,也可用于存放调用子程序或产生间断时的堆栈数据。
从FFFFFH到FFFDCH单元中存放固定的间断矢量表,固定向量表为地址固定的向量表;从FFFDBH到FFEOOH单元配置为专用页向量表,专用页向量表中1个向量表由2个字节构成。
在各向量表中设定子程序的起始地址的低16位。
并且,每个向量表都有专用页号(18"-'-'255),在JSRS及JMPS指令中,使用此专用页号。
二、内部处理器
芯片M16C0262F8体积和管脚都减少了,但是内核确是以M16C/60型高档单片机作为核心处理器,采用高机能硅栅CMOS工艺,具有超低功耗、极强的抗干扰能力。
中心处理器共有13个寄存器,其中R0、R1、R2、R3为16位数据寄存器,主要用于传送、算术和逻辑运算,部门寄存器可以拆分或合并成8位或者32位寄存器使用。
A0、A1为16位地址寄存器,某些指令中,也能合并成32位地址寄存器使用,用于地址寄存器间接寻址和地址寄存器相对寻址。
七个寄存器r(R0、R1、R2、R3、A0,A17f=IIFB)为双份,可用寄存器区选择标志在两个工作寄存器区之间进行选择。
另外还包括帧基址寄存器、程序计数器、间断表格寄存器、用户堆栈指针、间断堆栈指针、静态基址寄存器、标志寄存器。
三、间断系统
按间断产生的原因可分为软间断和硬间断。
软间断由某些特定指令产生,不可屏蔽。
硬间断又分为不可屏蔽的特殊间断和可以屏蔽的外设I/O间断,可屏蔽间断能通过间断答应标志(I标志)控制间断的答应(禁止)或者能通过间断优先级改变间断优先权。
软件间断号是0"-'63,执行INT指令,就产生INT指令间断,查对应向量表读取间断进口地址,执行间断子程序。
另外,因为软件间断号0"-'31分配给外围I/O间断,因此能通过执行INT指令,执行和外围I/O间断相同的间断程序。
INT指令间断中使用的堆栈指针(SP)根据软件间断号而不同。
对于软件间断号0~31,当接受间断哀求时将堆栈指针指定标志(U标志)压栈,然后在将u标志清“0",选择间断堆栈
指针(ISP)后,执行间断响应顺序。
在从间断程序返回时,恢复接受中断哀求前的U标志。
四、可编程I/O口
M16C/22单片机共有38个可编程I/O口,P15~P17,,P6,,P7,P8(除TP84),P90~P93,和P10。
每个口可用方向寄存器独立设为输入或输出,上拉电阻以四个口为单位进行设置。
五、A/D转换功能
具有一个片内8路逐次迫临A/D转换器,可选用8位或10位的分辨率,对输入的模拟信号可以进行采样保持处理,并且有5中工作模式可以选择。
六、三相电机驱动功能
定时器A1、A2、A4和定时器B2构成三相PWM模式,能实现三角波调制和锯齿波调制,还为定时器AI、A2、A4设计了三个8位的短路保护寄存器,通过专用死区时间定时器(DTT)给三个寄存器设定死区时间。
七、指令系统
具有相对丰硕的寻址方式的91种指令的指令集,其中20种指令为1个周期指令具有适合c语言指令,能进行寄存器一寄存器、寄存器。
存储器、存储器一存储器之间的运算,具有强盛位处理能力和4位传送指令。
八、系统相电流检测电路
电流控制是交流伺服系统中的一个重要环节,它是进步伺服系统控制精度和响应速度,改善控制机能的枢纽。
伺服系统要求电流控制环节具有输出电流谐波分量小、响应速度快等机能。