三相步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計課程設(shè)計-文庫吧
2025-06-12 07:20 本頁面
【正文】 電路比較簡單，但容易受干擾，信號不夠穩(wěn)定，缺點是器件較大而不便電路的集成，使用時很不方便，聯(lián)接時容易出錯誤。而相對于使用專門的電機驅(qū)動芯片ULN2003A來驅(qū)動電機運行。優(yōu)點是便于電路的集成，且驅(qū)動電路簡單，驅(qū)動信號很穩(wěn)定，不易受外界環(huán)境的干擾。因而設(shè)計的三相步進電機控制系統(tǒng)性能更好。故選擇使用ULN2003A電機驅(qū)動芯片來作為驅(qū)動。 LED顯示步數(shù)把所需要顯示的數(shù)據(jù)通過專用的七段顯示譯碼器的轉(zhuǎn)換輸出給LED顯示屏。優(yōu)點是輸出比較簡單，可以簡化程序，但增加了芯片的費用，電路也比較復(fù)雜?？梢酝ㄟ^軟件把所要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為七段顯示的數(shù)據(jù)，直接通過單片機接口連接7SEGMPX4CA四位共陽二極管顯示器來顯示，盡管軟件編寫的負擔(dān)，但大大簡化了電路。故使用軟件編寫來輸出顯示信號。按鍵的讀取有中斷與查詢兩種方式。這里選擇直接把開關(guān)分別接在單片機的接口上，通過查詢端口信號來動作。使程序得到簡化，可讀性加強。 控制系統(tǒng)的整體框圖圖21為系統(tǒng)總體設(shè)計整體框圖，由單片機89C5ULN2003A驅(qū)動芯片、三相步進電機、7段LED數(shù)碼管、7個按鍵開關(guān)、3個led等一些電路模塊組成。89C51單片機LED顯示步數(shù)模塊開關(guān)選擇電機工作模式LED顯示燈顯示電機工作狀態(tài)三相步進電機驅(qū)動模塊圖21 控制系統(tǒng)總框圖 3系統(tǒng)的硬件設(shè)計 總體的硬件設(shè)計設(shè)計一個單片機三相步進電機控制系統(tǒng)要求系統(tǒng)具有如下功能：(1) 用K0K2做為通電方式選擇鍵，K0為單三拍，K1為雙三拍，K2為三相六拍；(2) KK4分別為啟動和方向控制；(3) KK6分別為加速和減速控制；(4) 正轉(zhuǎn)時黃色指示燈亮，反轉(zhuǎn)時綠色指示燈亮，不轉(zhuǎn)時紅色指示燈亮；(5) 用4位LED顯示工作步數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求用PROTEUS所做的系統(tǒng)原理圖如圖31所示：圖31 系統(tǒng)原理圖。通過芯片ULN2003A的功率放大，驅(qū)動步進電機。電路圖如圖32所示：圖32 步進電機控制電路圖 由89C51的P0口取出顯示碼，設(shè)計中我們主要用到4位顯示步數(shù)即可。電路圖圖如圖33所示：圖33 八段數(shù)碼管顯示電路圖、正/反轉(zhuǎn)控制、工作模式控制電路（1）K0K2為工作模式控制開關(guān)，KO接電時，為步進電機單三拍工作模式；K1接電時，為步進電機雙三拍工作模式；K2接電時，步進電機工作模式為三相六拍。（2）K3為啟動/停止控制開關(guān)，控制整個系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。（3）K4為正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制開關(guān)，控制步進電機的轉(zhuǎn)向。（4）K5為加速控制、K6為減速控制。 電路圖如圖34所示：圖34 按鍵控制電路圖 用3個不同顏色的發(fā)光二極管來作為指示燈顯示，，正轉(zhuǎn)時黃色指示燈亮，反轉(zhuǎn)時綠色指示燈亮，不轉(zhuǎn)時紅色指示燈亮。電路圖如圖35所示：圖35 發(fā)光二極管顯示電路圖 4系統(tǒng)的軟件設(shè)計首先以查詢的方式，從P3口讀出開關(guān)狀態(tài)，判斷是否啟動，沒啟動紅燈亮同時黃綠燈滅，重新確認啟動。啟動后再次讀取P3口數(shù)據(jù)，依次判斷工作方式，并將對應(yīng)的用來存儲步進電機工作方式字的數(shù)組首地址值給q。再判斷速度方式，、確定是加速還是減速。，如果是正轉(zhuǎn)則黃燈亮綠燈滅，反轉(zhuǎn)則綠燈亮黃燈滅。在電機每走一步后，步數(shù)記數(shù)加1，然后通過LED顯示把工作步數(shù)顯示出來。
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