嵌入式电机伺服控制实验系统

嵌入式电机伺服控制实验系统是一款综合的电机伺服控制教学实验系统，系统基于Cortex-M系列32位ARM处理器，实现了多电机伺服应用实验。

  亿创宏达（北京）科技有限公司是中国教学仪器设备行业中极具竞争力和活力的技术型企业。公司拥有独立研发团队并与国内大专院校强强联手，研发出多款拥有自主知识产权的实用型产品：车牌识别智能停车收费系统、图像识别、机器视觉科研开发平台、基于图像激光轴线检测系统；基于图像识别---运动物体跟踪系统、人脸识别等系统；MCU处理器类有DSP、ARM、FPGA、单片机等实训系统，通过与高校进行广泛合作；公司一直致力于服务教育现代化、课程网络化和管理自动化的教学改革理念，为学校创造最大的使用价值，作为公司最终目标。
  公司坚持以优质的产品、过硬的技术和优良的服务，与各级各院校建立良好的合作关系，经过几年的探索和奋斗，在众多院校成功承建过各类教学系统及后期维修保养服务，公司在给学校提供解决方案的实践中积累了丰富的经验，根据学校的教学的总体规划、教育计划、资金、教室空间等因素，提供量身度裁的解决方案，给学校创造最大的使用价值，为教育提供最好的服务，赢得了广大用户的称赞和信任。公司坚持科学管理，以人为本，求实创新；用现代企业的管理理念，建立严格、规范的业务管理流程，使企业焕发出更强的活力。在雄厚的实力、良好的信誉和企业形象外，我们更拥有一批具有高度文化素养、吃苦耐劳、专业技能的员工。公司源于教育、服务教育，在为教育服务的同时不断发展壮大，实践证明，公司是您可以信赖的长期合作伙伴。
  公司秉承 “诚信为本、合作共赢”的经营理念，致力于为客户提供先进的解决方案、软硬件产品、项目协作等服务。

一、      系统组成要求

1.   型号： MPTS-MOTOR

2.   嵌入式电机伺服控制实验系统是一款综合的电机伺服控制教学实验系统，系统基于Cortex-M系列32位ARM处理器，实现了多电机伺服应用实验。

3.   用户可根据自己的需要选用不同类型的CPU适配板，系统标配STM32F103核心板。同时，实验系统上集成了步进电机、无刷直流电机、无刷伺服电机，此外系统还带有可变电位器、按键、USB转串口、LCD等多种用户接口，方便客户做各种电机设备的开发。

4.   系统中的无刷直流电机、无刷伺服电机采用的是模块化方式，方便客户自己研制的模块在试验平台上进行验证，同时平台上的功率模块也可以在客户的控制平台上进行应用，是集学习、应用编程、开发研究于一体多功能创新平台。

5.   ★该产品采用嵌入式核心板+液晶显示+电机驱动板+通用底板组成；是针本科的基础教学、课题设计、毕业设计、电子竞赛、创新设计、项目实训而量身设计。

6.   实验箱：CPU核心板及电机驱动板、蜂鸣器、LCD显示接口、步进电机接口、三相直流无刷电机接口、三相永磁同步私服电机接口、电源开关等。

二、      CPU核心板技术参数要求

1.         核心控制器：采用ARM Cortex-M系统控制器，2种控制器可选

2.         Ccrtex-M3 CPU核心板硬件技术参数（标配）

l  CPU：采用ARM® Cortex-M3™内核的STM32F103ZET6，LQFP144，FLASH：512KB，SRAM：64KB ( 片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)，频率：72MHz。

l  USB接口：可以输入电压DC5V

l  2个按键：支持中断功能

l  1个复位键

l  1个电源LED灯（红色）

l  2个GPIO接口LED灯

l  1个Micro USB 接口

l  1个标准的20针JTAG下载口

l  2个58PIN的插针 把CPU所有的管脚引出

三、      底板技术参数要求

l  底板资料

l  电源单元：DC24V、DC12V、DC5V、DC3.3V，分别给电机、外设和CPU提供电源；

l  核心板上的IO口引出到底板，方便用户二次开发

l  USB转串口单元：芯片CH340；

l  1个20针的标准JTAG下载口单元；

l  1个蜂鸣器单元；

l  1个ADC电压输入单元；

l  1个复位键，6个用户键

l  16路硬件PWM输出单元：芯片PCA9685PW；

l  1个4.3寸液晶接口单元：支持LCD 4.3 TFT真彩液晶模块；可扩展4.3寸触摸屏；

l  1个步进电机时钟单元；

l  1个步进电机调速单元；

l  1个步进电机接口：驱动芯片STK682;

l  2个电机驱动板扩展接口；

l  ★4.3寸TFT液晶触摸屏模块

Ø  尺寸：4.3寸TFT液晶，带触摸功能；

Ø  分辨率：480x272；16M色彩显示面板

Ø  AM176220 TFT彩色液晶屏；

Ø  SD卡接口

Ø  读写周期：200ns；

Ø  满屏刷新速度：≤13桢；

Ø  大电流：200mA

Ø  集成8MB SDRAM对应8页显示缓冲。显示页寄存器和读写页寄存器设置，支持整页快速切换。

Ø  TFT支持LED背光，采用300Hz PWM信号驱动，能量转换效率高，保证色彩准确还原、无闪烁效应，窜色现象。亮度支持从0～16间调节。

四、      电机技术参数要求

1.         步进电机技术参数

1)   电流:1.；

2)   步距角：1.8°

3)   输出力矩：0.28Nm

4)   机身长度：34mm

5)   出轴长度：23mm

6)   出轴轴径：5mm

7)   出轴方式：单出轴

2.         直流无刷电机技术参数

1)   额定电压：24V

2)   额定电流：3.2A

3)   额定功率：60W

4)   额定转速：3000RPM

5)   额定转矩：0.18N.M

6)   空载电流：0.1A

7)   空载转速：4800RPM

8)   对数：4

3.         三相永磁同步伺服电机

1)   额定电压：36V

2)   额定电流：7.

3)   额定功率：200W

4)   额定转速：3000RPM

5)   高转速：5000RPM

6)   额定转矩：0.637N.M

7)   瞬间大转矩：1.9N.M

8)   瞬间大电流：31.

9)   线反电动势系数：5.4mV/RPM

10)  力矩系数：0.087N.m/A

11)  线电阻：0.33Ω

12)  线电感：0.9mH@1kHz，1V

13)  对数：8

五、      系统能完成实验项目

1.         开发环境安装使用说明

1)         RealView MDK简介

2)         J-link仿真器介绍

3)         安装RealView MDK5.17环境

4)         安装STM32F1xx系列芯片的开发包

5)         安装J-link仿真器驱动

6)         在MDK中新建一个工程模板

7)         代码的相关设置

2.         基础实验

实验一              GPIO输出实验

实验二              GPIO输入实验

实验三              中断实验

实验四              系统滴答定时器（SysTick）实验

实验五              通用定时器（TIME）实验

实验六              RTC实验

实验七              串口实验

实验八              看门狗实验

实验九              窗口看门狗实验

实验十              ADC采集实验

实验十一       PWM实验

实验十二       USB实验（USB虚拟串口）

实验十三       LCD屏实验

实验十四       触摸屏实验

3.         操作系统实验

实验一              多任务实验

实验二              信号量实验

实验三              邮箱实验

实验四              消息队列实验

实验五              事件标志组实验

4.         步进电机控制实验

实验一              按键速度控制实验

实验二              变阻器加减速控制实验

实验三              步进数控制实验

5.         三相直流无刷电机

实验一              有感按键控制转向实验

实验二              有感按键调速实验

实验三              有感变阻器调速实验

实验四              有感梯形加减速实验

实验五              无感按键矢量实验

6.         三相永磁同步伺服电机

实验一              有感矢量按键调速实验

实验二              有感PID矢量控制实验

实验三              无感电流环矢量实验

7.         硬件自检实验：

开机自动检测硬件；检测结果从液晶显示模块中进行直观显示，可以大限度节省用户排查设备好坏的时间；设备开机自动检测底箱上的所有硬件是否完好

六、      产品特点

Ø  ★ 采用底板+模块的方式，方便用户从整体到局部分块学习；

Ø  ★ 实验项目编排由简到难，用户容易上手，增加学生的学习兴趣；

七、      系统配置

嵌入式电机伺服控制实验系统
设备名称	技术参数	备注
MPTS- MOTOR实验箱	实验箱、电源、通用底板	标配
LCD显示屏	4.3寸、带触摸屏
J-link仿真器	USB接口、Jlink
电机套件	步进电机、直流无刷电机、三相永磁同步伺服电机
电源线	品字型三芯电源线

八、      产品实物参考图

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