运动控制系列芯片HCTL-1100的原理及应用

作者：郑州大学物理工程学院 吕英杰 摘要：hctl-1100是美国agilent公司生产的高性能通用运动控制系列芯片。利用它可以与主处理器、放大器、电机和增量式编码器构成一个完整的运动控制系统。因此hctl-1100可广泛应用于打印机、医疗器械、原材料加工和各种自动化控制领域。文中介绍了hctl-1100芯片的结构、原理及应用。 关键词：hctl-1100 运动控制 单片机 电机 增量式编码器 1 hctl-1100的特性 hctl-1100是美国agilent公司生产的高性能通用运动控制系列芯片，它内部集成了数字滤波器、换向器等可编程器件，因而可以使系统使用最少的元件来实现运行控制，这样不仅减轻了上位主机的控制负担，同时还具有很大的灵活性。hctl-1100的主要特点如下： ●功耗低； ●具有pdip和plcc两种封装形式； ●可用来控制直流有刷、直流无刷和步进电机； ●内含可编程数字滤波器和换向器； ●具有8位并行和pwm（脉宽调制）电机额定值输出端口； ●与ttl电平兼容； ●带有协调多个hctl-1100的sync（同步）引脚； ●具有100khz～2mhz的工作频率范围； ●带有编码器输入端口。 2 tctl-1100的引脚功能 tctl-1100具有40-pdip和44-plcc两种封装形式：图1和图2分别为这两种封装形式的脚排列图。 hctl-1100运动控制芯片各主要引脚的功能说明如下： ●同步引脚（sync） 该引脚只在init/idle模式下有效。可用来同步两个或多个芯片。将多个芯片的sync端连在一起来接收上位机的命令可实现同步控制。 ●限位引脚（limit） 用于输入紧急限位标志，低电平有效。当该脚有效时，器件将进入init/idle模式，清除电机额定值并切断电机电源，同时清除三个控制模式标志。当由init/idle模式重新进入控制模式后，这些标志可自动恢复原值。不用时应将该脚连到vdd，否则会引起触发而使系统进入错误的紧急状态。 ●停止引脚（stop） 该停止标志仅适用于积分速率模式，低电平有效。有效时，系统将会减速直到停止，同时将保持零速度状态直到该位变高和新的速度命令被接收为止。不用时也应将该端连到vdd。 ●编码器输入引脚（cha，chb，index） 这三个引脚可用于接收增量式编码器的ttl，电平输出。共中通道a和b所接收的信号将被编码成24位位置计数器信号并从换向器输出。 ●电机额定值端口（mc0-mc7） 八位电机额定值端口由寄存器r08h组成，该寄存器的数据将直接传到外部引脚mc0-mc7。其中mc7是最高有效位，r08h可读可写，写入时通常为init/idle状态。 ●脉宽调制（pwm）输出端口（pluse，sign） pwm端口由pulse和sign引脚组成。该端口输出的电机额定值为带有正负极性的脉宽调制信号。 ●梯度式引脚（prof） 该引脚与内部状态寄存器的软件标志位4位连，也可由标志寄存器（r00h）的位0表示。当引脚和标志位为高时，表明系统正处于梯度式移动状态。移动结束后，控制器将对该标志位清零。应当注意：标志位清零的那一刻并不表明电机已停止工作。因此，它只是命令描述的完成而不是实际操作的完成。如果电机在移动中发生延迟而能跟上命令所要求的物理移动，则标志位将在移动完成前被清零。 ●初始化/空闲引脚（init）&nb