【正文】 3 控制系統(tǒng) 的 工作 原理 步進電機控制工作原理 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 6 步進電機的工作原理 圖 1 步進電機三相接線圖 如圖 1所示， U V W1接電源，分別有三個開關(guān)控制， U V W2分別接地。三相雙三拍工作方式運行時，通電順序為： ABBCCAAB。如果按反序通 電換相 ,即則電機就反轉(zhuǎn)。在步進電機停轉(zhuǎn)時 ,為了防止因慣性而使電機軸產(chǎn) 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 7 生順滑 ,則需采用合適的鎖定波形 ,產(chǎn)生鎖定磁力矩 ,鎖定步進電機的轉(zhuǎn)軸 ,使步進電機的轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動。 系統(tǒng)設(shè)計思路 此次我 所設(shè)計的是一個 三相 步進電機控制系統(tǒng)，主要由單片機 80C51， 3 相步進電機，7段數(shù)碼管，及一些其他相關(guān)元件設(shè)計而成。 系統(tǒng)的整體框圖 下圖為系統(tǒng)總體設(shè)計方框圖，單片機 80C51， ULN2020A 驅(qū)動芯片，三相步進電機， 7段 LED 數(shù)碼管等一些電路模塊組成。 （ 4） K5 速度控制（快慢兩檔）。原理圖如下： 圖 7 顯示器 接線圖 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 總體設(shè)計 步進電機的工作方式 （ 1）三相單三拍工作方式 在這種工作方式下 ,A、 B、 C三相輪流通電 ,電流切換三次 ,磁場旋轉(zhuǎn)一周 ,轉(zhuǎn)子向前轉(zhuǎn)過一個齒距角。以這種方式通電 ,轉(zhuǎn)子齒所處的位置相當(dāng)于六拍控制方式中去掉單三拍后的三個位置。 q──每相的極數(shù) 。 ,故這種通電方式稱為三相六柏工作方式。由 口的雙向開關(guān)來控制步進電機的正反轉(zhuǎn)，如果是正轉(zhuǎn)則紅燈亮，反轉(zhuǎn)則綠燈亮。如果狀態(tài)信息改變了，就需要重新返回程序的開端，對電機的運行狀態(tài)進行判斷，讓電機重新以新的狀態(tài)運行。首先啟動，選擇步進電機的拍數(shù)，輸入步數(shù)，然后讀入正反轉(zhuǎn)的控制模型驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動。 6 系統(tǒng)仿真 結(jié)果 相步進電機 三種工作方式 圖 12 為步進 電機工作在 三相 單三拍， 此時 K0,K3 接高電平， K1,K2 接低電平啟動；圖13為步進電機工作在三相雙三拍，此時 K1,K3 接高電平 ,K0,K2 接低電平；圖 14 為步進電機工作在三相六拍，此時 K0,K1 接低電平 ,K2,K3 接高電平；若 K4 接高電平則反轉(zhuǎn)，低電平則正轉(zhuǎn)；若 K5接高電平速度快，接低電平速度慢。 圖 17為三相步進電機工作在正轉(zhuǎn)狀態(tài) 圖 18 為三相步進電機工作在反轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時 K4 接高電平 圖 18 為三相步進電機工作在反轉(zhuǎn)狀態(tài) 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 21 三相步進電機 速度控制 圖 19 為三相步進電機處于快速度狀態(tài)，此時 K5 接高電平。首先通過本次課程設(shè)計，熟練地掌握了 三相步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計，了解其 工作原理， 以及電路所用到一些芯片的 工作狀況， 如 80C51 單片機芯片和 ULN2020A 驅(qū)動芯片以及 7SEGMPX4CC 四個共陰二極管顯示器 陰， 熟悉了它們各自的特點 和用途。 最后，我明白：知識不是孤立的，相互之間有聯(lián)系的，我們要學(xué)會 理解知識點以及學(xué)科之間的融合滲透 。 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 23 參考文獻 [1] 于海生編著 .《計算機控制技術(shù)》 .北京：機械工業(yè)出版社 .2020 [2] 譚浩強 編著 .《 C程序設(shè)計 》 （第三版） .北京：清華大學(xué)出版社 .2020 [3] 彭虎、周佩琳 編著 .《微機原理與接口技術(shù) 》 . 北京：電子工業(yè)出版社 .2020. [4] 劉教瑜、曾勇 編著 .《單片機原理與應(yīng)用 》 .武漢：武漢理工大學(xué) 出版社 .2020 [5] 頂明亮、唐前輝編著 .《 51單片機應(yīng)用設(shè)計與仿真：基于 keil 與 proteus》 . 北京：北京 航空航天大學(xué)出版社 .2020 [6] 徐安 編著 .《微型計算機控制技術(shù) 》 . 北京 :科學(xué) 出版社 . 2020. [7] 楊立編著 .《計算機控制與仿真技術(shù)》 . 北京 :中國水利水電出版社 . 2020 [8] 彭旭昀編著 .《機電控制系統(tǒng)原理及工程應(yīng)用》 .北京：機械工業(yè)出版社 .2020 [9] 楊益強、李長虹編著 .《控制器件》 .北京：中國水利水電出版社》 .2020 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 24 附錄 1：總電路圖 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 25 附錄 1：源程序 include include void delay1(void)。 int cishu。 L: a=P3。 delay1()。 if(aamp。 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 26 if(aamp。0x10) //判斷電機是否要正轉(zhuǎn) { P3=0x80。0x04)b=7。 //判斷電機步數(shù)是否走完 if(c==0)b=d。 //總步數(shù)加 1 display(bs)。0x08))bs=0。i200。 } void display(int n) {unsigned char tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x67}。 num[2]=(n/100)%10。t++) //掃描快慢指定次數(shù)次 { k=0x08。 //從 P2口輸入位選碼 P0=~(tab[num[i]])。 for(i=0。j++)。i++) for(j=0。 //求下一個位選碼 delay2()。i4。 for(t=0。 num[0]=n%10。j300。 } //狀態(tài)信號改變，返回到開始，重新對電機控制 } } } void delay1() 武漢理工大學(xué)《計算機控制 技術(shù) 》課程設(shè)計說明書 第 頁 27 { int i,j。 a=P3。 //從 P1 輸出電機控制信號 b++。