基于at89c51單片機的步進電機控制及驅動電路設計-文庫吧在線文庫
【正文】 八拍三種工作方式。方案二采用獨立式按鍵，中斷工作方式，原理易懂、程序簡單、軟件較容易、硬件電路較繁瑣、價格低廉。方案二:采用AT89C51單片機作為系統(tǒng)控制的核心，軟件編程靈活、自由度大、功耗低、體積小、成本低，芯片引腳少，軟硬件連接簡便靈活，硬件容易實現(xiàn)。（4）人機交互模塊采用獨立式按鍵。約1V左右，耐壓BVCEO由于其功耗低、體積小、技術成熟和成本低，且可對其進行擴展，附帶顯示設備，鍵盤輸入等設備，使用方便。整個系統(tǒng)可分為：AT89C51單片機系統(tǒng)控制器、驅動電路、數(shù)碼管顯示、按鍵輸入模塊及電源電路五大部分。但是由于使用的是四相的步進電機，就需要對四路信號分別進行放大，放大電路很難做到完全一致，當電機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。采用光電編碼器對步進電機的轉速、位置進行采樣檢測實現(xiàn)閉環(huán)控制。實現(xiàn)功能如下：（1）控制步進電機實現(xiàn)正轉和反轉；（2）控制步進電機轉速；（3）設計步進電機的脈沖放大電路，能驅動相電壓位12V；（4）實現(xiàn)對步進電機圈數(shù)的預置；（5）同步顯示步進電機所轉圈數(shù)及速度。通過實際測試表明本設計系統(tǒng)的性能優(yōu)于傳統(tǒng)步進電機控制器，具有結構簡單、可靠性高、實用性強、人機接口簡單方便、性價比高等特點。總體上來說，國內(nèi)研究取得很大的進步，但無論從控制器還是從控制軟件上來看，與國外相比還是具有一定差距。本文主要介紹了步進電機的基本原理及AT89C51單片機的性能特點。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。為實現(xiàn)各模塊的功能，分別對兩種不同的設計方案分別進行論證及比較，最終確定一個最優(yōu)方案。 FPGA采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。但設計僅需顯示步進電機的轉速和所轉圈數(shù)，該方案雖然顯示直觀，但能實現(xiàn)更多的顯示的特點不能很好的發(fā)揮，并且器件昂貴。由七段LED共陰數(shù)碼管實現(xiàn)步進電機預置圈數(shù)和所轉圈數(shù)的同步顯示。并且，由于單片機芯片引腳少，軟硬件連接簡便靈活，硬件容易實現(xiàn)。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可以直接驅動繼電器或固體繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅動步進電機。按鍵0～9完成預置步進電機所轉圈數(shù)的功能，剩余一個按鍵實現(xiàn)清零的功能。方案二的驅動模塊直接采用ULN2003芯片進行功率放大。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。單四拍、b、c所示。表1 步進電機控制線控制線顏色黑橙棕黃控制線名稱ABCD其中，C與D是電機內(nèi)部一組線圈的兩個抽頭， A與B是另一組線圈的兩個抽頭。圖8 ULN2003芯片圖 LED七段數(shù)碼管介紹本設計采用六位LED共陰數(shù)碼顯示管作為顯示部分，即將每個數(shù)碼管的a～g及dp端串聯(lián)在一起，公共端作為位選信號輸入端?！苯铀腿險LN2003芯片進行功率放大，達到步進電機所需的驅動電流和電壓，以此驅動步進電機工作。采用獨立式按鍵，原理易懂，軟件編序簡單。 軟件的仿真 系統(tǒng)電路軟件仿真的步驟如下：（1）打開protuse仿真軟件；（2）在軟件的元器件庫中選擇所需的器件；（3）按照硬件電路設計方案連線；（4）加載編譯好的HEX文件；（5）運行、調試；（6）如有錯誤或與設計預期不相符，則繼續(xù)進行步驟3～5，進行調試，至到調試成功。（3）排除元器件失效。隨機的采樣五次比較，比較結果顯示，顯示的圈數(shù)等于計數(shù)結果。通過實際測試表明本設計系統(tǒng)的性能優(yōu)于傳統(tǒng)步進電機控制器，具有結構簡單、可靠性高、實用性強、人機接口簡單方便、性價比高等特點。int a=0, b=0,c=0x01。ji。 } else { c=1。 } P3=c。 // P2=0XFD。 delay(5)。 delay(5)。 P0=seg_0[aqian]。if(x_temp!=0x0f) {P1=0xf0。case 0x21:key=1。case 0x22:key=5。case 0x24:key=9。case 0x28:key=13。 } }}/* 主程序*/main(){int i。PT0=0。EA=0X01。 shi=i%10。 if(P1!=0x0famp。 aqian=0。 ashi=n%10。 } while(P1!=0xf0)。 if(t=20000) { t=t10000。 b=~b。 aqian=n%10。 // (*((void (*)())(rst)))()。a==0) { Key_Scan()。 qian=i%10。while(1) {//圈數(shù)計算 j=z/4。TR1=0X01。TL0=(65536t)%256。case 0x88:key=15。case 0x84:key=11。case 0x82:key=7。case 0x81:key=3。readkey=~readkey。 delay(5)。 P2=0XFB。 if(b==0) //方向顯示 { P2=0XdF。 // 百位 P0=seg_0[bai]。 TL1=0xef。} // 當電機達到預置數(shù)停止時 置a=0； } else { if(z/4x||x==0) { if(a) { if(camp。 TL0=(65536t)%256。uchar readkey。硬件電路是為了驗證方案原理而設計的，在調試過程中，也得到了令人滿意的效果，很好的驗證了設計方案的可行性。設計采用AT89C51單片機作為控制模塊的核心，利用單片機編程實現(xiàn)了對步進電機的控制。步距角測試：隨機的抽取電機轉動一定的角度，在低頻工作狀態(tài)下記錄電機的轉動步數(shù)，用總角度除以轉動步數(shù)，得出步距角。圖17硬件電路調試圖4 數(shù)據(jù)分析及總結 測試數(shù)據(jù)及說明圈數(shù)測試：在步進
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