基于at89c51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動電路設(shè)計-免費閱讀
【正文】 // t值最大為65535 if(t=40000) { t=t+10000。 awan=n%10。 age=m%10。 ashi=0。 wan=i%10。 ge=i%10。PT1=1。TR0=0X01。default: key=16。case 0x18:key=12。case 0x14:key=8。case 0x12:key=4。switch(readkey) {case 0x11:key=0。x_temp=P1amp。 delay(5)。 } } else { //顯示鍵盤 P2=0XFE。 // P2=0XF7。 //個位選通 P0=seg_0[ge]。 z++。0x08) { c=0X01。/*延時程序*/void delay(char i){char j=0,n=0。 // 復(fù)位代碼 char seg_0[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, //共陰極數(shù)碼管 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71}。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：（1） 預(yù)設(shè)步進(jìn)電機(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)；（2） 啟動停止、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、加速減速等功能的基本控制；（3） 同步顯示圈數(shù)；（4） 電機(jī)轉(zhuǎn)至預(yù)置圈數(shù)自動停機(jī)；（5） 步進(jìn)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時可以對預(yù)置數(shù)進(jìn)行清零操作。表5步距角結(jié)果測試表總角度90180270360步 數(shù)6121824根據(jù)測試得到的結(jié)果及公式：總角度/步數(shù)=步距角，得出步距角為15度，與電機(jī)實際參數(shù)相符，電機(jī)運行的結(jié)果正常。因為設(shè)計時，步進(jìn)電機(jī)的步距角以15度為準(zhǔn)，所以需24步為一圈，數(shù)碼管只顯示步進(jìn)電機(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)。同時，在軟硬件電路的調(diào)試過程，也可以發(fā)現(xiàn)本設(shè)計作品中有沒有一些不足和錯誤的地方。四個按鍵不可同時按下，當(dāng)其中一個按下時控制電機(jī)的某一種狀態(tài)。本設(shè)計中，,，B，C,D四相繞組。圖7 MCS51系列單片機(jī)管腳圖 ULN2003芯片介紹ULN2003 是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN 達(dá)林頓管組成的驅(qū)動芯片。圖6 步進(jìn)電機(jī)的接線本設(shè)計采用的步進(jìn)電機(jī)是25BY2406，因生產(chǎn)廠家不同，其接線也有所不同。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。方案選擇：綜上所述，通過對兩種方案進(jìn)行分析比較，雖然方案一功能強(qiáng)大，但軟件編程復(fù)雜、硬件實現(xiàn)較困難、器件價格較高；方案二不盡能實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)要求的功能，而且軟件編程靈活、自由度大、硬件實現(xiàn)較容易、元器件性價比較高，因而綜合考慮采用方案二。（2）驅(qū)動模塊：方案一驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)設(shè)計需要脈沖信號、信號分配、功率放大三部分組成。總共設(shè)置了15個按鍵，其中四個按鍵分別執(zhí)行對步進(jìn)電機(jī)的啟動/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、加速、減速四種控制功能。約為36V。還可通過軟件編程實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的位置、速度預(yù)設(shè)及顯示。本設(shè)計方案采用AT89C51單片機(jī)作為控制模塊的核心，利用軟件編程使單片機(jī)輸出脈沖序列和方向控制信號，以此實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)啟動停止、正反轉(zhuǎn)、加減速的控制。（3）顯示模塊采用液晶顯示器。以上過程中的多個變量、參數(shù)可以在液晶顯示屏上得到直觀地反映。 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的特點，步進(jìn)電機(jī)的控制及驅(qū)動電路系統(tǒng)的設(shè)計可以有不同的方案。目錄1設(shè)計原理及方案 4 設(shè)計原理 4 設(shè)計方案 4 方案一 5 方案二 6 方案比較及選擇 72 設(shè)計實現(xiàn) 8 主要元器件介紹 8 四相六線步進(jìn)電機(jī)的介紹 8 AT89C51單片機(jī)芯片介紹 10 ULN2003芯片介紹 10 LED七段數(shù)碼管介紹 11 步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動系統(tǒng)電路設(shè)計實現(xiàn) 11 硬件設(shè)計 11 軟件設(shè)計 163 電路調(diào)試 16 軟件的仿真 16 硬件電路的調(diào)試 174 數(shù)據(jù)分析及總結(jié) 18 測試數(shù)據(jù)及說明 18 總結(jié) 19參考文獻(xiàn) 20附錄 211設(shè)計原理及方案 設(shè)計原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 傳統(tǒng)上由純電路設(shè)計的步進(jìn)電機(jī)控制和驅(qū)動電路一般較復(fù)雜，成本又高，而且一旦成型就難于修改，可移植性差，難以適應(yīng)一些智能化要求較高的場合。單片機(jī)的普及與應(yīng)用，為步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景，使得以往用硬件電路構(gòu)成的龐大復(fù)雜的控制器得以用軟件實現(xiàn)，將會避免復(fù)雜電路的設(shè)設(shè)計，既降低了硬件成本又提高了控制的靈活性、可靠性及多功能性。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。系統(tǒng)可以劃分為：控制模塊、驅(qū)動模塊、顯示模塊、人機(jī)交互模塊及電源電路五大部分，如圖1步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動系統(tǒng)圖所示。鍵盤輸入及液晶顯示部分FPGA系統(tǒng)中央控制器光電編碼器驅(qū)動電路及步進(jìn)電機(jī)電源電路給定轉(zhuǎn)速、位置轉(zhuǎn)速位置顯示讀取采樣結(jié)果給定PWM方波信號檢測轉(zhuǎn)速、位置 圖2 基于FPGA的步進(jìn)電機(jī)控制器及驅(qū)動系統(tǒng)圖（1）控制器模塊采用FPGA為系統(tǒng)的控制器，F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，模塊大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性。液晶顯示器不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線和漢字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、閃爍、文本顯示等功能，并具有功耗小、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點。驅(qū)動電路部分由芯片ULN2003A和必要的外圍電路組成，單片機(jī)產(chǎn)生的信號經(jīng)驅(qū)動電路使其功率放大，達(dá)到電機(jī)所需的驅(qū)動電壓和電流由此驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)工作。步進(jìn)電機(jī)位置和速度實際上跟單片機(jī)產(chǎn)生脈沖的個數(shù)和脈沖頻率是一一對應(yīng)關(guān)系，而方向由導(dǎo)電順序決定。輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。四個按鍵不可同時按下，當(dāng)其中一個按下時控制電機(jī)的某一種狀態(tài)。由于使用的是四相的步進(jìn)電機(jī)，就需要對四路信號分別進(jìn)行放大，放大電路很難做到完全一致，當(dāng)電機(jī)的功率較大時運行起來會不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較復(fù)雜，參數(shù)選擇困難，且需要多級放大，同時又要考慮功率的放大。2 設(shè)計實現(xiàn) 主要元器件介紹 四相六線
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