步進(jìn)電機(jī)加減速定位控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-全文預(yù)覽
【正文】 24 26 28S 圖 階梯模擬加減速曲線 程序流程圖 主程序流程圖 主程序主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的資源進(jìn)行全面的管理，協(xié)調(diào)的處理系統(tǒng)的顯示、鍵盤輸入、和步進(jìn)電機(jī)的循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。最簡(jiǎn)單的是勻加速和勻減速曲線 。如果升速非常緩慢的升降速，步進(jìn)電機(jī)雖然不會(huì)發(fā)生失步和過(guò)沖現(xiàn)象，但影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作效率，所以，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的加減速要有嚴(yán)格的要求，那就是保證在不失步和過(guò)沖的前提下，用最快的速度（或最短的時(shí)間）移動(dòng)到有可能指定位置。軟件法是完全用軟件的方式，按照給定的通電換相順序，通過(guò)單片機(jī)的 I/O 向驅(qū)動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 13頁(yè) 電路發(fā)出控制脈沖，設(shè)定四相八拍工作方式通電換相得：正序?yàn)锳ABBBCCCDDDA，反序?yàn)?AADDDCCCBBBAA 注： ： A 相驅(qū)動(dòng) ， ： B 相驅(qū)動(dòng) ， ： C 相驅(qū)動(dòng) ， : D 相驅(qū)動(dòng) 。其功能及操作情況同 TR1。其功能和操作情況同 TF1。 控制寄存器 TCON 定時(shí)器控制寄存器 TCON 除可字節(jié)尋址外，各位還可位尋址，各位定義及格式如 表 所示。 4 軟件設(shè)計(jì) AT89C51單片機(jī)定時(shí)器 /控制器控制 定時(shí)器共有兩個(gè)控制字，有軟件寫入 TMOD 和 TCON 兩個(gè) 8 位寄存器，用來(lái)設(shè)置兩個(gè) T0 或 T1 的操作模式和控制功能。感應(yīng)端 SENSA 和 SENSB 接地， ENA ENB 端口懸空。 圖 電機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 在電源引腳并聯(lián)一個(gè) 的小電容目的是 ，引入濾波電容的原因是要獲得平滑穩(wěn)定的電壓，因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔?，所以它能抑制電壓的波?dòng)，使電壓變得平穩(wěn)光滑主要作用有兩個(gè)： 。 通過(guò)排阻跟芯片 LM016L的數(shù)據(jù) 端連接。 [5] 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 10頁(yè) 圖 步進(jìn)電機(jī)加減速定位系統(tǒng)的單片機(jī)原理圖 在圖 中， U1 為單片機(jī)芯片 AT89C51，工作于 。 AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2,兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖 所示。 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸 入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，用作 I/O 口。 6 E H/L 使能信號(hào)端 7~14 DB0~DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 通過(guò)對(duì) HD44780 寫入控制指令， HD44780 產(chǎn)生顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)LM016L。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 6頁(yè) 圖 LM016L 引腳圖 LM016L 與單片機(jī) MCU（ Microcontroller Unit）通訊可采用 8 位或者 4 位并行傳輸兩種方式。點(diǎn)陣字符型液晶顯示器把 LCD 控制器、點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)器、字符存儲(chǔ)器集成在一塊印刷電路板上，構(gòu)成便于應(yīng)用的液晶模塊。17 Out 3。 12 13。11 8。 Out 2 1Y 1Y2 輸出端 4 6 VS 功率電源電壓 ,此 引腳 與地必須連接 100nF 電容器 5。 19 Sense A。 圖 L298 內(nèi)部邏輯圖 [3] 雙列直插式封裝的 L298N，共 20 個(gè)引腳，引腳圖及其引腳功能如下圖 所示。 51單片機(jī)雖然和 DSP,ARM 相比處理速度和運(yùn)算速度上都比較慢，但它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜，它的速度可以滿足本次實(shí)驗(yàn)的要求，所以我們采用 AT89C51這款單片機(jī)。隨著集成電路工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了單片機(jī)、 DSP,ARM 等多種單片機(jī)。 鍵盤模塊控制步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng) 、加速、停止、以及定位等各項(xiàng)功能的選擇。 步進(jìn)電機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。 4．步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn) ,但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng) ,并伴有嘯叫聲。 步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩 下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏 130 度以上，有的甚至高達(dá)攝氏 200 度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏 8090 度完全正常。 。、三相的為 176。），這個(gè)步距角可以稱之為 ?電機(jī)固有步距角 ?，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動(dòng) 器有關(guān)。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，電機(jī)給出的值為 176。目前，單片機(jī)以其體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高、高可靠性、高性能價(jià)格比、開發(fā)較為容易，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并已走人家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響、汽車，到處都可 見到單片機(jī)的蹤影。如果說(shuō)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可以毫不夸張地說(shuō)，單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命。 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)和特點(diǎn) 基本參數(shù) [8] 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。、整步工作時(shí)為 176。/176。/176。 2．步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲? 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用開環(huán)控制，利用 AT89C51 單片機(jī)作為脈沖分配器，通過(guò)功率接口控制四相步進(jìn)電機(jī)的加減速運(yùn)行。 圖 總體設(shè)計(jì)框圖 控制系統(tǒng)芯片的選取 單片機(jī)芯片的選取 隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)日
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