【正文】 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的四相步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：王彥 作者： 摘要 ：本設(shè)計(jì)采用 ATMEL公司 DIP40 封裝的 AT89S52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的手動(dòng)和遙控控制。由單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖分配后分解出對(duì)應(yīng)的四相脈沖，分解出的四相脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn) 速的調(diào)節(jié)和狀態(tài)的改變由按鍵進(jìn)行選擇。通過(guò)鍵盤(pán)掃描把選擇的信息 反饋給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)反饋信息做出相應(yīng)的判斷并改變輸出 脈沖的頻率或轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的不同狀態(tài)由 LED 數(shù)碼管顯示。紅外信號(hào)的發(fā)射由另一塊單片機(jī)和紅外線(xiàn) LED 完成，用紅外萬(wàn)能接收頭接收紅外信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制進(jìn)行紅外遙控。 關(guān)鍵字 ：四相步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 功率放大 紅外 遙控 Controller for four phase step motor Abstract： The design adopts two microprocessor (DIP40 encapsulation, AT89S52) of ATMEL pany’ to control four phase step motor. After admeasured it, the pulse generated by microprocessor bee the relevant four phase pulse. These pulses, which are magnified by driving circuit, are used to drive the four phase step motor. Regulating rotate speed and changing estate are used some keys. Pass scanning the keyboard to feed single back to microprocessor. The microprocessor makes the judgment and change the pulse frequent according to the feedback information. LED show different running estate. The infrared single is emitted by another microprocessor and infrared ray LED, using infrared incept module to accept the infrared signal. System can control motor with infrared telecontrol. Keyword： four phase step motor microprocessor power magnify infrared telecontrol 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 目錄 前言 ................................................................................................................................ 3 ...................................................................................................................... 3 功能介紹 .............................................................................................................. 3 總體設(shè)計(jì)方案 ......................................................................................................... 3 總體設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................ 3 .........................................................................................................................3 電機(jī)的參數(shù) ............................................................................................................ 7 系統(tǒng)組成 ................................................................................................................ 7 ............................................................................................................. 8 功率放大驅(qū)動(dòng)電路方案設(shè)計(jì) ................................................................................... 8 顯示電路方案設(shè)計(jì) ................................................................................................. 9 單片機(jī)電源電路設(shè)計(jì) .............................................................................................. 9 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 10 .................................................................................................................... 10 編程語(yǔ)言 ............................................................................................................. 10 軟件實(shí)現(xiàn)方法 ...................................................................................................... 10 雙四拍正轉(zhuǎn) ................................................................................................................................11 雙四拍反轉(zhuǎn) ................................................................................................................................11 單雙八拍正轉(zhuǎn) ............................................................................................................................11 單雙 B 八拍反轉(zhuǎn) .......................................................................................................................11 程序流程圖 如下所示： ................................................................................... 12 三相步進(jìn)電機(jī)程序清單 ....................................................................................... 15 ........................................................................................................................ 15 附錄 1........................................................................................................................... 16 附錄 2........................................................................................................................... 17 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 前言 一般，電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)卻是一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)的，故 稱(chēng)為 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，該電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以直接輸出線(xiàn)位移，稱(chēng)為 直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)）。因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把脈沖變?yōu)榻嵌任灰疲ɑ蛑本€(xiàn)位移）的執(zhí)行元件。它有兩個(gè)工作：其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子為多極分布，定子上嵌有多相星形連接的控制繞組，由專(zhuān)門(mén)電源輸入電脈沖信號(hào)，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就前進(jìn)一步。由于輸入的是脈沖信號(hào)，輸出的角位移是斷續(xù)的，所以又稱(chēng)為脈沖電動(dòng)機(jī)。隨著數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用將逐漸擴(kuò)大。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，按勵(lì)磁方式可分為反應(yīng)式、永磁式和感應(yīng)子式；按相數(shù)分則可分為單相、兩相和多相三種。 這里使用的是反應(yīng)式四相步進(jìn)電 機(jī)，它的工作方式有單四拍正轉(zhuǎn)，單四拍反轉(zhuǎn)，雙四拍正轉(zhuǎn)，雙四拍反轉(zhuǎn)，單雙八拍正轉(zhuǎn)，單雙八拍反轉(zhuǎn)六種。針對(duì)這些狀態(tài)，設(shè)計(jì)的控制器能很好地實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)速的改變。 功能介紹 一、基本功能 （ 1）步進(jìn)電機(jī)能夠在雙四拍和單雙八拍兩種工作方式間切換。 （ 2）能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)單步和連續(xù)運(yùn)行。 （ 3）能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正 \反轉(zhuǎn)及速度變換。 （ 4）顯示工作狀態(tài) 二、擴(kuò)展功能 紅外線(xiàn)遙控實(shí)現(xiàn)電機(jī)的各種狀態(tài)之間的啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換 總體設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)思路 用于控制的電機(jī)是 MITSUMI 公司生產(chǎn)的 M35SP7T 型四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。為滿(mǎn)足手動(dòng)和紅外遙控相互獨(dú)立，采用兩塊 AT89S52 單片機(jī)分別 控制 手動(dòng)模塊和紅外遙控模塊 。 手動(dòng)模塊完成所有基本功能以及紅外接收 ，遙控模塊用來(lái)發(fā)射紅外遙控信號(hào)。 方案論證與比較 方案一、用邏輯電路實(shí)現(xiàn)。用 NE555 定時(shí)器芯片產(chǎn)生脈沖，用 74HC74 組成的電路實(shí)現(xiàn)脈沖的分配。用組合和時(shí)序 電路 實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)。整個(gè)電路要用到的分立元件太多，電路聯(lián)接復(fù)雜，而且抗干擾能力不強(qiáng)，穩(wěn)定性和精確度不高。 方案二、用單片機(jī)實(shí) 現(xiàn)。由于單片機(jī)集成了運(yùn)算器電路、控制電路、存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及輸入 /輸出口電路等，所以用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制電路省去了很多分立元器課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 件。對(duì)于脈沖的產(chǎn)生及分配，頻率的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速及狀態(tài)的改變都可以由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，不必再分別用分立元器件實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)的可編程特性，應(yīng)用單片機(jī)程序?qū)λ南嗖竭M(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，不僅功能易于實(shí)現(xiàn)，而且精確度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng) 。 方案三、用 FPGA實(shí)現(xiàn)。眾所周知， FPGA做 控制 核心， 外圍電路簡(jiǎn)單，整體性能好，有更好的穩(wěn)定性，更高的精度，更強(qiáng)的抗干擾能力。但是其價(jià)格昂貴，用于本 設(shè)計(jì)的電機(jī)控制性?xún)r(jià)比不高。 綜上所述，選擇方案二 。 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)主要控制，按鍵進(jìn)行選擇。 單片機(jī)端口輸出的電流只有幾個(gè)毫安，不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。為了給步進(jìn)電機(jī)提供足夠的電流，必須設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路。考慮到本次驅(qū)動(dòng)的電機(jī)所帶負(fù)載和功率不大，對(duì)電源的要求也不是太高，故采用單一電壓型電源供電。 由于繞組 是 感性的，功率放大器必須設(shè)計(jì)得能保護(hù)晶體管不受電感