【正文】 卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)流）平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬?！? 1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VAriABle ReluCtAnCe，簡(jiǎn)稱 VR）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒(méi)有繞組。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以一般步進(jìn)角比較大，它輸出轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)性能好，消耗功率小（相比反應(yīng)式），但啟動(dòng)運(yùn)行頻率較低，還需要正負(fù)脈沖供電。這種電動(dòng)機(jī)最初是作為一種低速驅(qū)動(dòng)用的交流同步機(jī)設(shè)計(jì)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動(dòng)機(jī)也能做步進(jìn)增量運(yùn)動(dòng)。與齒5相對(duì)齊，（A39。而轉(zhuǎn)子包括兩段，一段經(jīng)永磁體磁化成N 極，另一段磁化為S 極，每段轉(zhuǎn)子齒以一個(gè)齒距間隔均勻分布，但兩段轉(zhuǎn)子的齒相互錯(cuò)開(kāi)1/2 個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。硬件方法是依靠單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在每次進(jìn)入定時(shí)中斷后,改變定時(shí)常數(shù),從而升速時(shí)使脈沖頻率逐漸增大,減速時(shí)使脈沖頻率逐漸減小,這種方法占用CPU 時(shí)間較少,在各種單片機(jī)中都能實(shí)現(xiàn),是一種比較實(shí)用的調(diào)速方法。延時(shí)方法是在每次換向之后調(diào)用一個(gè)延時(shí)子程序，待延時(shí)結(jié)束后再次執(zhí)行換向，這樣周而復(fù)始就可發(fā)出一定頻率的CP脈沖或換向周期。定時(shí)方法是利用單片機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)器定時(shí)功能產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號(hào)，從而可方便的控制系統(tǒng)輸出CP脈沖的周期。調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個(gè)因素一是中斷響應(yīng)所需的時(shí)間。在控制過(guò)程中，采用離散辦法來(lái)逼近理想的升降速曲線。當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)電壓降至監(jiān)測(cè)探測(cè)水平時(shí)，閉環(huán)控制轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)環(huán)，完成最終的位移移動(dòng)；3）全伺服控制，指全時(shí)間的使用反饋設(shè)備，用于步進(jìn)電機(jī)編碼器、解碼器、或其它反饋傳感器上，從而更為精確地控制步進(jìn)電機(jī)位移和轉(zhuǎn)矩。無(wú)編碼器安裝監(jiān)測(cè)采用信息檢測(cè)同步速度的損耗。在這些步進(jìn)系統(tǒng)中，反饋設(shè)備或間接參數(shù)傳感方法的閉環(huán)能進(jìn)行校正或控制失步、監(jiān)測(cè)電機(jī)停滯，以及確保更大的可用轉(zhuǎn)矩輸出。故選擇閉環(huán)控制。用編碼器還的測(cè)速發(fā)電機(jī)作為轉(zhuǎn)速測(cè)量工具,因?yàn)檫x擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，反饋元件一般有兩種，一種是采用同軸的測(cè)速發(fā)電機(jī)，把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)，然后通過(guò)顯示器顯示出來(lái)并對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)；別一種是通過(guò)光同軸的電編碼器把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)；兩者相比，后者的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，安全可靠，污染少。單電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)控制中最為簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路，它在本質(zhì)上是一個(gè)單間的反相器。雙電壓驅(qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)是在高低壓連接處電流出現(xiàn)谷點(diǎn)，這樣必然引起力矩在谷點(diǎn)處下降。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的電磁噪聲。但因本次設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精度要求比較高轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍比較廣，固應(yīng)選用驅(qū)動(dòng)芯片8713來(lái)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。選用8713作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片并通過(guò)光電耦合來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 單片機(jī)的選擇 本次設(shè)計(jì)以CPU選用89C5l作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片．89C51的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫(xiě)達(dá)幾萬(wàn)次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容MCS5l系列單片機(jī)的所有功能?！?）VSS（20）：接地，也就是GND。6）RST/VPD（9）：復(fù)位信號(hào)輸入端/備用電源輸入端。原理圖如41所示：圖31石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。使轉(zhuǎn)子齒2,4 的軸線與定子B 相極軸線對(duì)齊,即轉(zhuǎn)子走了一步,如圖44(B)所示, 若再斷開(kāi)B相,使C相控制繞組通電,轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過(guò)30176。 控制繞組的通電方式為ABBCCAAB 或ABCABCAB 每拍同時(shí)有兩相繞組通電三拍為一個(gè)循環(huán)，當(dāng)A B 兩相控制繞組同時(shí)通電時(shí)轉(zhuǎn)子齒的位置應(yīng)同時(shí)考慮到兩對(duì)定子極的作用，只有A 相極和B 相極對(duì)轉(zhuǎn)子齒所產(chǎn)生的磁拉力相平衡才是轉(zhuǎn)子的平衡位置如422 B 所示，可見(jiàn)雙三拍運(yùn)行時(shí)的步距角仍是30176。 (B)BC 相導(dǎo)通 MERGEFORMATTST=TMAXsin()=TMAXcos \* MERGEFORMAT (321) 因從CPU輸出的脈沖信號(hào)特別小，固應(yīng)先經(jīng)過(guò)PWM8713脈沖分配器對(duì)脈沖進(jìn)行分配并經(jīng)過(guò)放大然后再經(jīng)過(guò)光耦驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)進(jìn)電機(jī)。在PMM8713的內(nèi)部電路中，時(shí)鐘選通部分用于設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)脈沖輸入法。如圖1 所示PMM8713 的引腳,Cu 為加脈沖輸入端,它使步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),Cp 為減脈沖輸入端,它使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),Ck為脈沖輸入端,當(dāng)脈沖加入此引腳時(shí),Cu 和Cp 應(yīng)接地,正反轉(zhuǎn)由U/ D 的電平控制,EA 和EB 用來(lái)選擇勵(lì)磁方式的,可以選擇的方式有一相勵(lì)磁、二相勵(lì)磁和一二相勵(lì)磁,ΦC 用來(lái)選擇三、四相步進(jìn)電機(jī),Vss 為芯片工作地,R 為芯片復(fù)位端,Φ4～Φ1 為四相步進(jìn)脈沖輸出端,Φ3～Φ1 為三相步進(jìn)脈沖輸出端,Em 為勵(lì)磁監(jiān)視端,Co 為輸入脈沖監(jiān)視端,VDD為芯片的工作電源( + 4～ + 18V).　　2) CLK：8279的系統(tǒng)時(shí)鐘，100KHZ為最佳選擇。4) /CS：片選信號(hào)。6) /RD：讀取控制線。8) IRQ：中斷請(qǐng)求輸出線，高電平有效?？梢允蔷幋a模式（16對(duì)1）或譯碼模式（4對(duì)1）。12) TB0～OUTA0～3：顯示段數(shù)據(jù)輸出線，可分別作為兩個(gè)半字節(jié)輸出，也可作為8位段數(shù)據(jù)輸出口，此時(shí)OUTB0為最低位， OUTA3位最高位。獨(dú)立式鍵盤(pán)就是各個(gè)鍵相互獨(dú)立，每個(gè)鍵盤(pán)接一根輸入線，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)來(lái)確定那個(gè)鍵按下。具體的原理圖如342所示:圖342 鍵盤(pán)連接圖顯示電路的選擇顯示電路選用兩排LED顯示，每排分別為四位。 反饋電路的選擇　應(yīng)選用光電編碼器作為反饋元件，光電編碼器與步進(jìn)電機(jī)是同軸的輸出經(jīng)過(guò)放大送到計(jì)算機(jī)。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。本次設(shè)計(jì)用絕對(duì)式編碼器其原理如下：絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，它的圓形碼盤(pán)上沿徑向有若干同心磁道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤(pán)上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤(pán)的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。絕對(duì)式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的，也就是說(shuō)精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。 轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖442 轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖　圖442 中斷子程序流程圖五 總 結(jié)通過(guò)這兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，把所學(xué)過(guò)的各種知識(shí)進(jìn)行了一次全面而系統(tǒng)的綜合，并融會(huì)貫通，把所學(xué)到的各種理論與思想進(jìn)行可一次合理的應(yīng)用，把所查閱到的各種文獻(xiàn)及與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料進(jìn)行了合理的提取與分析，并應(yīng)用到實(shí)際。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，在科技的進(jìn)步中起到了非常重要的作用，而步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可方便地應(yīng)用與各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)與領(lǐng)域。人生的路是漫長(zhǎng)而曲折的，在這漫長(zhǎng)而曲折的道路上需要自己的不斷努力與拼搏。41