基于51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制-設(shè)計報告(說明書)及源程序-wenkub
2023-07-13 00:16:44 本頁面
【正文】 T89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。注意標(biāo)出晶體頻率（選用12MHz），還有輔助電容20pF 接復(fù)位：RES（PIN9）。其相序AABBBCCCDDDA。硬件方法是采用脈沖分配器芯片進(jìn)行通用換相控制；而軟件方法是用單片機(jī)產(chǎn)生控制脈沖來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，這種方法可簡化電路，降低成本。ULN2803是一種大電流高電壓型器件，外電路簡單（）。，采用LED數(shù)碼管動態(tài)顯示數(shù)據(jù)與個項參數(shù)，方法簡單，容易控制，成本低。圖3所示的電路為四相混和型步進(jìn)電機(jī)晶體管驅(qū)動電路的基本方式。激勵磁通平行于X軸。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動 混和步進(jìn)電機(jī)的工作原理 在實際應(yīng)用中，最流行的還是混和型的步進(jìn)電機(jī)。改變控制繞組數(shù)(相數(shù))或極數(shù)(轉(zhuǎn)子齒數(shù))，可以改變步長的大小。因為C相有兩種可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。在圖1(a)中A相是被激勵，轉(zhuǎn)子上大箭頭所指向的那個齒，與正向的A齒對準(zhǔn)。線圈繞組的連接方式，是對稱齒上的兩個線圈進(jìn)行反相連接，如圖中所示。 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)1．精度高 一般的步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%，且不累積。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動都很大。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動電路 什么是步進(jìn)電機(jī)通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進(jìn)角）。在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)?？稍趯拸V的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反 轉(zhuǎn)控制及制動等，這是步進(jìn)電動機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)2．過載性好 其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機(jī)，當(dāng)負(fù)載加大時就會出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進(jìn)電機(jī)使用在對速度和位置都有嚴(yán)格要求的場合；3．控制方便 步進(jìn)電機(jī)是以“步”為單位旋轉(zhuǎn)的，數(shù)字特征比較明顯，這樣就給計算機(jī)控制帶來了很大的方便，反過來，計算機(jī)的出現(xiàn)也為步進(jìn)電機(jī)開辟了更為廣闊的使用市場；4．整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單 傳統(tǒng)的機(jī)械速度和位置控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整困難，使用步進(jìn)電機(jī)后，使得整機(jī)的結(jié)構(gòu)變得簡單和緊湊。八個齒構(gòu)成四對，所以稱為四相步進(jìn)電機(jī)。從這個位置再對B相進(jìn)行激勵，如圖1中的(b)，轉(zhuǎn)子向反時針轉(zhuǎn)過15176。一種為反時針轉(zhuǎn)動；另一種為順時針轉(zhuǎn)動。它們之間的相互關(guān)系，可由下式計算：Lθ＝360 PN式中：Lθ為步長；P為相數(shù)；N為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。但工作原理與圖1所示的可變磁阻型同步電機(jī)相同。一般來說，這類電機(jī)具有四相繞組，有八個獨(dú)立的引線終端，如圖2a所示。它的驅(qū)動電壓是固定的。設(shè)計如下圖 P00P01P02P03P04P05P06P07P25P26P27AT89C51StcP24IN 1IN 2IN 3IN 4OUT 4OUT 3OUT 2OUT 1ULN2803abfcgde[LED1]aabbcfdcegfdgeabfcgdeabfcgdeh[LED2][LED3][LED4]hhhh 驅(qū)動電路可分為：三極管直接驅(qū)動（圖3），采用斬波恒流驅(qū)動方式（）和芯片驅(qū)動電路等。 三 電路設(shè)計、設(shè)計要點(diǎn)和軟硬環(huán)境步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計要點(diǎn)和軟硬件環(huán)境 步進(jìn)電機(jī)和普通電動機(jī)不同之處是步進(jìn)電機(jī)接受脈沖信號的控制。在用軟件控制時，主要設(shè)計要點(diǎn)如下：l 判斷旋轉(zhuǎn)方向；l 按相序確定控制字；l 按順序輸入控制字；l 確定控制步數(shù)和每一步的延時時間。所以其正轉(zhuǎn)控制脈沖為：01h,09h,08h,0ch
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