基于單片機的步進電機的運動控制系統(tǒng)課程畢業(yè)設計-預覽頁
【正文】 AT89C51 單片機的引腳及功能 AT89C51 共有 40 個引腳，下面介紹一下它們的主要功能。 P1 口的每以一位可以獨立地定義為輸人或者輸出，因此，P1 口既可作為 8 位并行輸入／輸出口，又可作為 8 位輸入／輸出端。當外按數(shù)據(jù)存儲器時，若 RAM 小于256KB，用 R0、 R1 作間址寄存器，只需要 P0 口送出地址低 8 位， P2 口 可以用 5 5 12DC P讀 鎖 存 器內 部 總 線寫 鎖 存 器鎖 存 器V C CP 1 .X 引 腳讀 引 腳T 圖 4 P1 口的位結構圖 作通用 I／ O ；若 RAM 大于 256KB，必須用 16 位寄存器 DPTR 作間址寄存器．則 P2 口只能在一定限度內作一股 I／ O 口使用。 Vcc 掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內部 RAM 的數(shù)據(jù)。當 ALE信號 (允許地址鎖存 )為高電平 (有效 )． P0 口送出低 8 位地址，通過 ALE 信號鎖存低 8 位地址。但是，在開環(huán)控制方式下，步進電動機的速度控制有著較大難度：在高速運行時，電機易丟失輸入脈沖，造成失步；在低速時，步進電動機的轉速響應有較大波動，運行不平穩(wěn)；特別是當電機負載變 化時，電機的轉速波動更大，調整更不容易。因此，廣泛應用于眾多的領域中并得以不斷的發(fā)展，并實現(xiàn)機電一體化和自動化。轉子的主要結構是磁性轉軸，當定子中的繞組在相序信號作用下有規(guī)律的通電、斷電工作時，轉子周圍就會有一個按此規(guī)律變化的電磁場，因此一個按規(guī)律變化的電磁力就會作用在轉子上，轉子 總是力圖轉動到磁阻最小的位置，正是這樣，使得轉子按一定的步距角轉動，使轉子發(fā)生轉動。 (1) 三 相 六 拍步進電動機的工作原理，其實就是電磁鐵的工作原理。 ／ (k*m*z)的角度，其中 k 表示通電方式，當為單拍時取 k=1，雙拍時取 k=2； m 為定子繞組的相數(shù)； z為轉子的齒數(shù)。 ／ (k*m*z)的角度。 (3) 三 相單 三 拍工作方式原理 8 8 當步進電動機按照 A— B— C— A— ?的順序通電時，則就成了 三 相單 三 拍工作方式。 步進電動機工作時的通電控制脈沖，必須嚴格按照步進電動機所要求完成的工作方式進行順序控制。隨后 A 相斷電， B相控制繞組通電，則轉子就和 B 相定予齒對齊，轉子順時針方向旋轉 360。轉子就按照 A— B— C— D— A??的旋轉順序運動下去。, 三相六拍的步進角則為 9 9 176。 步進電機的驅動電路如圖 6所示，采用單片機 AT89C51來驅動， AT89C51具有8k 字節(jié) flash 閃速存儲器， 256字節(jié)內部 ram， 32個 i/o 口線， 3個 16位定時 /計數(shù)器， 1個六向量兩極中斷結構，一個全雙工串行通信接口，同時片內還有振蕩器及時鐘電路。硬件環(huán)形分配器需要根據(jù)步進電動機 的相數(shù)和要求的通電方式而設計專門的電路，圖 7 所示為一個三相六拍的環(huán)形分配器。 DR+和 DR是步進電動機的正反轉控制信號。 （ 2）建立環(huán)形分配表 為了使電動機按照如前所述順序通電，首先必須在存儲器中建立一個環(huán)形分配表，存儲器各單元中存放對應繞組通電的順序數(shù)值，如 表 9 所示。當輸出狀態(tài)已是表底狀態(tài)時，則修改索引值使下次輸出重新為表首狀態(tài)。 圖 10系統(tǒng)的主程序流程圖 14 14 圖 11 驅動子程序流程圖 由驅動系統(tǒng)的 硬件控制圖可以看出，單片機只是根據(jù)需要輪流給 ， ，則三相六拍的系統(tǒng)控制模型如附表所示 。psw 中 ,f0為方向標志位 , f0=0時正轉 , 否則反轉。第 1拍控制碼 mov p1, a 。第 2拍控制碼 mov p1,a 。第 4拍控制碼 mov p1,a 。第 6拍控制碼 mov p1,a 。返回 20 20 21 21 總結 本設計通過分析步進電機結構、工作原理，查閱步進電機控制系統(tǒng)的相關科技文獻，遵循實用、簡單、可靠和低成本的原則，設計了一種既可用于精度要求不高，但控制需完備的場合。 使用單片機以軟件方式驅動步進電機，不但可以通過編程方法，在一定范圍內自由設定步進電機的轉速、往返轉動的角度以及轉動次數(shù)等，而且還可以方便靈活地控制步進電機的運行狀態(tài)，以滿足不同用戶的要求。國防工業(yè)出版社， 20xx. [7] 丁志剛，李剛民 .單片微型計算機原理與應用 [M].北京：電子工業(yè)出版社，1990. [8] 孫傳友，等 .測控電路及裝置 [M].北京：北京航天航空大學出版社， 20xx. [9]馬淑華，王鳳文，張美金 . 單片機原理與接口技術 [M].北京：北京郵電大學出版社， 20xx. [10]張靖武，周靈彬 . 單片機系統(tǒng)的 PROTEUS 設計與仿真 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [11]張保成 機電一 體化系統(tǒng)設計 北京 ：電子工業(yè)出版社， 20xx [12]趙俊生 原霞 翟建龍 電機與電氣控制及 PLC 北京 電子工業(yè)出版社 20xx [13]徐煜明 C51 單片機及應用系統(tǒng)設計 北京 電子工業(yè)出版社 20xx
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