基于51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制-設(shè)計(jì)報(bào)告(說(shuō)明書(shū))及源程序-wenkub
2023-07-13 00:16:44 本頁(yè)面
【正文】 T89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)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(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，這種方法可簡(jiǎn)化電路，降低成本。ULN2803是一種大電流高電壓型器件，外電路簡(jiǎn)單（）。，采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)與個(gè)項(xiàng)參數(shù)，方法簡(jiǎn)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(dòng)電路的基本方式。激勵(lì)磁通平行于X軸。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 混和步進(jìn)電機(jī)的工作原理 在實(shí)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(zhǎng)的大小。因?yàn)镃相有兩種可能性：A—B—C—D或A—D—C—B。在圖1(a)中A相是被激勵(lì)，轉(zhuǎn)子上大箭頭所指向的那個(gè)齒，與正向的A齒對(duì)準(zhǔn)。線圈繞組的連接方式，是對(duì)稱齒上的兩個(gè)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(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動(dòng)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(dòng)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(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)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(guò)改變脈沖頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反 轉(zhuǎn)控制及制動(dòng)等，這是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)2．過(guò)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(shí)就會(huì)出現(xiàn)速度下降的情況，所以步進(jìn)電機(jī)使用在對(duì)速度和位置都有嚴(yán)格要求的場(chǎng)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(jì)算機(jī)控制帶來(lái)了很大的方便，反過(guò)來(lái)，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)也為步進(jìn)電機(jī)開(kāi)辟了更為廣闊的使用市場(chǎng)；4．整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單和緊湊。八個(gè)齒構(gòu)成四對(duì)，所以稱為四相步進(jìn)電機(jī)。從這個(gè)位置再對(duì)B相進(jìn)行激勵(lì)，如圖1中的(b)，轉(zhuǎn)子向反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15176。一種為反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；另一種為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。它們之間的相互關(guān)系，可由下式計(jì)算：Lθ＝360 PN式中：Lθ為步長(zhǎng)；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(lái)說(shuō)，這類電機(jī)具有四相繞組，有八個(gè)獨(dú)立的引線終端，如圖2a所示。它的驅(qū)動(dòng)電壓是固定的。設(shè)計(jì)如下圖 P00P01P02P03P04P05P06P07P25P26P27AT89C51StcP24IN 1IN 2IN 3IN 4OUT 4OUT 3OUT 2OUT 1ULN2803abfcgde[LED1]aabbcfdcegfdgeabfcgdeabfcgdeh[LED2][LED3][LED4]hhhh 驅(qū)動(dòng)電路可分為：三極管直接驅(qū)動(dòng)（圖3），采用斬波恒流驅(qū)動(dòng)方式（）和芯片驅(qū)動(dòng)電路等。 三 電路設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和軟硬環(huán)境步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和軟硬件環(huán)境 步進(jìn)電機(jī)和普通電動(dòng)機(jī)不同之處是步進(jìn)電機(jī)接受脈沖信號(hào)的控制。在用軟件控制時(shí)，主要設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)間。所以其正轉(zhuǎn)控制脈沖為：01h,09h,08h,0ch
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