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基于51單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)-全文預(yù)覽

2025-07-16 01:05 上一頁面

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【正文】 操作。P0口為三態(tài)雙向口,能帶8個(gè)LSTTL電路。單片機(jī)的存儲(chǔ)器編址方式采用與工作寄存器、I/O口鎖存器統(tǒng)一編址的方式。通常算術(shù)邏輯操作在P1時(shí)相進(jìn)行,而內(nèi)部寄存器傳送在P2時(shí)相進(jìn)行。P1在每一個(gè)狀態(tài)S的前半部分有效,P2在每個(gè)狀態(tài)的后半部分有效。電容值在530PF之間選擇,電容的大小可起頻率微調(diào)作用。定時(shí)與控制部件①時(shí)鐘電路8052片內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路,XTAL1和 XTAL2分別為振蕩電路的輸入和輸出端,時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。程序計(jì)數(shù)器PC程序計(jì)數(shù)器PC用來存放即將要執(zhí)行的指令地址,共16位,可對(duì)64K程序存儲(chǔ)器直接尋址。例如能完成加、減、乘、除、加減BCD碼十進(jìn)制調(diào)整、比較等算術(shù)運(yùn)算和與、或、異或、求補(bǔ)、循環(huán)等邏輯操作,操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。 CPUCPU是單片機(jī)的核心部件。當(dāng)然若程序和數(shù)據(jù)區(qū)的要求較高那么選擇的單片機(jī)還要滿足程序空間的要求。89C52單片機(jī)采用增強(qiáng)的RISC結(jié)構(gòu),使其具有高速處理能力,在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令,每MHz可實(shí)現(xiàn)1MIPS的處理能力。直接起動(dòng)時(shí)(一般由低速)時(shí)二種負(fù)載均要考慮,加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載,恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。 、靜力矩的選擇 電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求,將負(fù)載的最小分辨率(當(dāng)量)換算到電機(jī)軸上,每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度(包括減速)。芯片引腳有48個(gè)或68個(gè).第3章 單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)的選擇在生產(chǎn)或使用中步進(jìn)電機(jī)主要由步距角(涉及到相數(shù))、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。有串/并行接口。中斷源有5至7個(gè).在片外:尋址范圍有64KB。ROM有4KB或8KB。只有并行接口,無串行接口。 特殊功能寄存器包括:I/O鎖存器,串口數(shù)據(jù)緩沖器,定時(shí)/記數(shù)器,以及各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器。但是復(fù)位以后(SP)為07H,所以一般應(yīng)對(duì)SP初始化。2,MCU51有128字節(jié)的RAM,也可以外接RAM電路,是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量達(dá)到64K字節(jié)如圖:在00H1FH單元:共32字節(jié)的緩沖區(qū),分為四組,每組為8個(gè)工作寄存器R0R7。 中央處理器中央處理器是由運(yùn)算部件和控制部件組成。 通用型單片機(jī)按位數(shù)分有4位機(jī),8位機(jī), 家分種類就更多,我國目前最常用的單片機(jī)有如下幾家: Intel (MCS51系列,MCS96系列) Atmel (AT89系列,MCS51內(nèi)核) Microchip (PIC系列) Motorola (68HCXX系列) Zilog (Z86系列) Philips (87,80系列,MCS51內(nèi)核) Siemens (SAB80系列,MCS51內(nèi)核) NEC (78系列) Epson (系列)而現(xiàn)在單片機(jī)主要包括:中央處理器、存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器。例如電子表里的單片機(jī)就是其中的一種。 8. 由于速度正比于脈沖頻率,因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。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)速從低速升到高速)。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。 2.步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。B174。C ;2. 雙三拍:通電順序?yàn)? AB174。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。 不過,出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。 如A相通電,B,C相不通電,齒4與A對(duì)齊,轉(zhuǎn)子又向右移過1/3π 這樣經(jīng)過A、B、C、A分別通電狀態(tài),齒4(即齒1前一齒)移到A相,電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距,如果不斷地按A,B,C,A……通電,電機(jī)就每步(每脈沖)1/3π,向右旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī),它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時(shí)供電的,多相時(shí)序控制電流,用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電,步進(jìn)電機(jī)才能正常工作,驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的,多相時(shí)序控制器它又分為兩相和五相: 。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成,定子上有多相勵(lì)磁繞組,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。它又分為兩相和五相: 。與齒5相對(duì)齊,(A39。您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目目的;同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。單片機(jī)控制。通過AT89C52和脈沖分配器PMM8713完成步進(jìn)電機(jī)的各種運(yùn)行控制方式,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在3相6拍的工作方式下的正反轉(zhuǎn)控制和加減速控制。指導(dǎo)教師: 年 月 日教研室意見教研室主任: 年 月 日說明:開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一,此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下,由學(xué)生填寫,將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績考查的重要依據(jù),經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見生效。 第34周:完成論文初稿。4.、對(duì)于自己不熟悉的東西,查閱資料。三. 本文研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要是研究基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制,采用單片機(jī)AT89C52和脈沖分配器PMM8713控制步進(jìn)電機(jī)在三相六拍工作方式下的啟??刂?,正反轉(zhuǎn)控制。而且單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)可以改善性能,步進(jìn)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確的角度和轉(zhuǎn)數(shù),具有良好的步進(jìn)特性,最適合數(shù)字控制。雖然步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不向普通的直流電機(jī)、交流電機(jī)在常規(guī)下使用。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖星號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€線位移的開環(huán)控制原件。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及同類產(chǎn)品的不斷出現(xiàn),步進(jìn)電機(jī)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)單片機(jī)對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制的意義在于:單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制可以熟悉步進(jìn)電機(jī)的原理和應(yīng)用。同時(shí)能夠利用單片機(jī)的正、反轉(zhuǎn)及速度控制,并能在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的速度。 二.研究的依據(jù)步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中的關(guān)鍵組件之一,是一種性能良好的數(shù)字執(zhí)行元件,隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中的普及與深入,步進(jìn)電機(jī)的需求量越練越大。步進(jìn)電機(jī)有著方方面面重要應(yīng)用,如何對(duì)其進(jìn)行有效控制,使其能夠發(fā)揮最大的優(yōu)勢(shì)是各個(gè)行業(yè)技術(shù)開發(fā)人員所共同關(guān)注的,本次設(shè)計(jì)了一套簡單的通用控制系統(tǒng),對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、方向?qū)嵭惺謩?dòng)控制,并能通過數(shù)碼管顯示其轉(zhuǎn)速。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變得非常簡單。通常都要對(duì)一些機(jī)械部件平移和轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)移動(dòng)的位移和角度控制要求較高,一般的電機(jī)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)位置和角度的精確控制,在一些智能化要求較高的場(chǎng)合,用模擬芯片控制器及信號(hào)發(fā)生器來控制有一定局限性。所以單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制精度高,運(yùn)行穩(wěn)定,得以廣泛運(yùn)用。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的原理,分析并分配單片機(jī)內(nèi)部資源,并根據(jù)單片機(jī)的資源,來實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)以及軟件程序的編寫。 第2周:通過反復(fù)閱讀、揣摩參考文獻(xiàn)和相關(guān)資料,弄清楚研究對(duì)象的基本原理??梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的本文應(yīng)用單片機(jī)AT89C52和脈沖分配器PMM8713,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,光電隔離器4N25等,構(gòu)建了步進(jìn)電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)器為一體的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:步進(jìn)電機(jī)。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;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)。 0、1/3π、2/3π,(相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以π表示),即A與齒1相對(duì)齊,B與齒2向右錯(cuò)開1/3π,C與齒3向右錯(cuò)開2/3π,A39。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)。 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)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。它有時(shí)也稱作永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。如果給處于錯(cuò)齒狀態(tài)的相通電,則轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下,將向磁導(dǎo)率最大(即最小磁阻位置)位置轉(zhuǎn)動(dòng),即向趨于對(duì)齒的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。 如C相通電,A,B相不通電,齒3應(yīng)與C對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過1/3π,此時(shí)齒4與A偏移為1/3π對(duì)齊。而方向由導(dǎo)電順序決定。 不難推出:電機(jī)定子上有m相勵(lì)磁繞阻,其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m……(m1)/m,1。B174。AB174。CA 這三種工作方式的區(qū)別,如下表所示: 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)三種工作方式的性能比較工作方式單三拍雙三拍六拍步進(jìn)周期TTT每相通電時(shí)間T2T3T走齒周期3T3T6T相電流小較大最大高頻性能差較好較好轉(zhuǎn)矩小中大電磁阻尼小較大較大振蕩容易較容易不容易功耗小大中1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%,且不累積。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大。在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。優(yōu)點(diǎn)1. 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù); 2. 電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩(當(dāng)繞組激磁時(shí)); 3. 由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性; 4. 優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng); 5. 由于沒有電刷靠性較高,因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命; 6. 電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定,因而可以采用開環(huán)控制,這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本 7. 僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)?,F(xiàn)在單片機(jī)主要按用途,大體上可分為兩大類: 1通用型單片機(jī) 2專用型單片機(jī) 專用型單片機(jī)是指用途比較專一,出廠時(shí)程序已經(jīng)一次性固化好, 不能再修該的單片機(jī)。小到家用電器儀器儀表,大到機(jī)器設(shè) 備和整套生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。B1,MCS51內(nèi)部有4K的程序存儲(chǔ)器,如果在實(shí)際運(yùn)用中內(nèi)存不夠的話,可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展到64K大小,對(duì)于程序員來講,無論是內(nèi)部的EPROM,還是擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器是沒有什么區(qū)別的,在MCU內(nèi)
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