【正文】 p. Its output and input of the angular displacement is proportional to the pulses, with pulse frequency proportional to to change the order of winding, the electrical will be can, therefore, control the pulse number, frequency and electricalpower windings of each phase to control the order of rotation of stepper motor. Stepper motor types:Permanent magnet (PM). Magnetic generally twophase stepper, torque and are smaller and generally stepping angle of degrees or 15 degrees。通過老師悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大的提高了實(shí)踐能力，對(duì)電氣工程與自動(dòng)化的應(yīng)用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，得到了一次專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題、全面系統(tǒng)的鍛煉。開始關(guān)中斷計(jì)數(shù)單元加1重新加載數(shù)據(jù)觸發(fā)INTO開中斷8ms定時(shí)到否？返回是否 中斷子程序流程圖結(jié) 論本文以四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制技術(shù)，對(duì)四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制器的組成方案、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)硬件控制電路設(shè)計(jì)及系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)等作了一個(gè)初步的探索。電機(jī)反轉(zhuǎn)原理與正轉(zhuǎn)相似，此時(shí)P1口的值分別為09H，08H，0CH，04H，06H，02H，03H，01H。第四章 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)與其它的微處理器一樣，開發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制程序也需要一套完整的軟件和硬件開發(fā)工具。這些直流穩(wěn)壓電源都是由220伏轉(zhuǎn)化而來，有可能產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象。通過用設(shè)定一個(gè)外部中斷1，接受光電開關(guān)采集的信號(hào)，通過設(shè)定計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)，記下中斷次數(shù)（即反饋的脈沖信號(hào)），然后通過設(shè)計(jì)算法計(jì)算出實(shí)際轉(zhuǎn)速。通過對(duì)輸出電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿；③輸入輸出壓差也不能太小，太小效率很差。因?yàn)殡娙轂V波電路簡(jiǎn)單，負(fù)載直流電壓較高，波紋較小，所以我們采用的是電容式濾波。因此，它的可靠性高。選用四相步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)選用AT89C52作為控制器。把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90176。時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)節(jié)步進(jìn)脈沖信號(hào)CP，從而控制步進(jìn)電機(jī)的位置與速度；也就是說：驅(qū)動(dòng)器每接受一個(gè)CP脈沖就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的步距角，CP脈沖的頻率改變則會(huì)使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，控制CP脈沖的個(gè)數(shù)，則可以使步進(jìn)電機(jī)精確定位。 四項(xiàng)八拍模式波形圖通過交替跳過在八步順序中的狀態(tài)就可以得到全步工作方式，此時(shí)需在腳19接一低電平，、。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。GND：接地。PROM中的程序被非法復(fù)制。單片機(jī)在進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要與外界交換信息。第三節(jié) 單片機(jī)概述單片機(jī)（singlechip microputer）是把微型計(jì)算機(jī)主要部分都集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。繞組線圈的電阻是電機(jī)溫升和電能損耗的主要因素。通常，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由邏輯控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路和電源組成。②未知突跳頻率，則按段擬合至給定的起動(dòng)頻率，每段頻率的遞增量（后稱階梯頻率）△f=f/8，即采用8段擬合。等步距加/減速度控制的優(yōu)點(diǎn)，在于加/減過程中電機(jī)走的步數(shù)可以非常精確的計(jì)算，這一點(diǎn)對(duì)于加/減的位置控制非常重要，但從電機(jī)要克服慣性力來看，線性加速方案好些。（四）步進(jìn)電機(jī)的速度控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度是由輸入到A、B、C、D四相繞組的頻率所決定的。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。二、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理步進(jìn)電機(jī)主要是有定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，步距角可以做得很小，但動(dòng)態(tài)性能較差。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。環(huán)形分配器其功能由單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，采用軟件編程的辦法實(shí)現(xiàn)脈沖的分配。它具有輸入脈沖與電機(jī)軸轉(zhuǎn)角成比例的特征，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)。運(yùn)動(dòng)控制部件驅(qū)動(dòng)部件執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)控制部件 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用四相步進(jìn)電機(jī)，以AT89C52單片機(jī)為核心，L297和L298作為驅(qū)動(dòng)芯片，設(shè)計(jì)出一個(gè)由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的伺服控制器。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又很適合于工業(yè)控制的要求，所以單片機(jī)在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用主要在對(duì)材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的變化而改變。二、伺服控制器的介紹隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，伺服控制器已成為不僅僅是放大器的伺服電機(jī)。但是，在開環(huán)控制方式下，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制有著較大難度：在高速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)易丟失輸入脈沖，造成失步；在低速時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)有較大波動(dòng)，運(yùn)行不平穩(wěn)；特別是當(dāng)電機(jī)負(fù)載變時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)更大，調(diào)整更不容易。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。s overall framework。軟件編程可靈活產(chǎn)生不同類型步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁序列來控制各種步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式。本設(shè)計(jì)首先介紹了步進(jìn)電機(jī)、AT89C52單片機(jī)、L297和L298N驅(qū)動(dòng)電路的基本原理與功能；其次，設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)起停、轉(zhuǎn)向、速度控制方案；再次，在這些器件功能與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，擬出設(shè)計(jì)思路，構(gòu)建系統(tǒng)的總體框架；最后利用PROTEL軟件繪出電路圖，同時(shí)寫出設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程和相關(guān)程序。 Finally using PROTEL software draw circuit diagram, at the same time write a design system operation process and related procedures. The main idea of the design is based on AT89C52 single chip microputer as control core, chip L297 and L298 as a driver. Through single chip microputer internal timers to alter the frequency of CP pulses time stepping motor speed control, realizes the motor speed and positive amp。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。伺服可作為交流或直流電動(dòng)機(jī)。人們用它來驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘和其他采用指針的儀器，打印機(jī)、繪圖儀，磁盤光盤驅(qū)動(dòng)器、各種自動(dòng)控制閥、各種工具，還有機(jī)器人等機(jī)械裝置。當(dāng)輸入脈沖頻率很低時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子就處于步進(jìn)運(yùn)行狀態(tài)。今天，伺服控制器還能夠作出一系列決定，并提供一種手段，接收信號(hào)來自外部傳感器和控制系統(tǒng)中，并發(fā)出信號(hào)。②位置控制位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。第二節(jié) 設(shè)計(jì)目的及系統(tǒng)功能本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用了一片ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)作為步進(jìn)電機(jī)伺服控制器的核心運(yùn)算器件，利用單片機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力和可編程的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的步進(jìn)電機(jī)控制功能。通過軟件和硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速功能，并將并電機(jī)所處的狀態(tài)用數(shù)碼管顯示出來。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，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。電源模塊AT89C52驅(qū)動(dòng)模塊顯示模塊鍵盤模塊 總體設(shè)計(jì)框圖使用軟件方法，用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制(包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配)，這樣既簡(jiǎn)化了電路，也降低了成本。待驅(qū)動(dòng)、晶振、復(fù)位、鍵盤、LED顯示各個(gè)電路的設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行硬件整合，就是一個(gè)完整的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類方法較多。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)有單段式和多段式兩種類型。定子的主要結(jié)構(gòu)是繞組，三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)分別有3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)繞組，其他依此類推。依次類推，A、B、C、D。脈沖的頻率越高，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度越快，否則，速度就越慢。調(diào)試也方便。在運(yùn)行控制過程中，將起始的速度（頻率）分為n分作為階梯頻率，采用“階梯升速法”將速度連續(xù)升到所需要的速度，然后鎖定，按預(yù)置的曲線運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一旦接收到來自控制器的方向信號(hào)和步進(jìn)脈沖，控制電路就按預(yù)先設(shè)定的電機(jī)通電方式產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)各相勵(lì)磁繞組導(dǎo)通或截止信號(hào)。 電感電阻串聯(lián)電路及其電流波形步進(jìn)電機(jī)的相繞組可以等效為一個(gè)電感一電阻串聯(lián)電路。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又很適合于工業(yè)控制的要求，所以單片機(jī)在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到了廣泛的應(yīng)用。人們需要通過人機(jī)對(duì)話，了解系統(tǒng)的工作情況和進(jìn)行控制。不用紫外線擦除，提高了編程效率。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下所示。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。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。 單四拍波形圖 雙四拍波形圖二、L298簡(jiǎn)介L(zhǎng)298N為SGSTHOMSON Microelectronics所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片( Dual FullBridge Driver )，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)二相或1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè)HBridge的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的IO端口來提供模擬時(shí)序信號(hào)。方向電平信號(hào)DIR用于控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，此端為高電平時(shí)，電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)向，此端為低電平時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)向另外一個(gè)方向，電機(jī)轉(zhuǎn)相必須在電機(jī)停機(jī)后進(jìn)行，并且換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè)CP脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第一個(gè)脈沖前發(fā)出。的2個(gè)通道的光碼輸出，根據(jù)雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。當(dāng)陰極端輸入低電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平時(shí)則不點(diǎn)亮。選用L297和L298并用作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)；然后由于步進(jìn)電機(jī)同軸的光電編碼器作為反饋元件，并把反饋回的信號(hào)經(jīng)CPU處理后再由顯示器顯示出來；再由鍵盤輸入的速度數(shù)值了得通過顯示器來顯示，所以本次設(shè)計(jì)要兩排顯示，一排來顯示給定的轉(zhuǎn)速一排來顯示實(shí)際的轉(zhuǎn)速。另外，它只有三條引腳，移位輸入，移位輸出，移位公共端，使用起來很簡(jiǎn)單。穩(wěn)壓的作用電當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。其中產(chǎn)生12V電壓給步進(jìn)電機(jī)供電，產(chǎn)生5V電壓則給單片機(jī)供電。在本設(shè)計(jì)中，高電平表示按鍵斷開，低電平表示按鍵閉合狀體。 測(cè)速電路六、顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路的用74LS244芯片來驅(qū)動(dòng)，74LS244芯片分別接兩排顯示器，每排為4位顯示，分別用來顯示步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速。使電源的壓降上升或下降，對(duì)主機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生干擾。其中步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中控制任務(wù)的實(shí)現(xiàn)最終是靠控制軟件來完成的，控制軟件的設(shè)計(jì)將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的控制性能。開始設(shè)置控制步數(shù)設(shè)置定時(shí)器工作方式設(shè)置定時(shí)器的初始值方式取反轉(zhuǎn)起始地址開中斷允許這時(shí)中斷正轉(zhuǎn)否？是否啟動(dòng)定時(shí)中斷等待取正轉(zhuǎn)起始地址 正反轉(zhuǎn)程序流程圖第四節(jié) 加減速程序設(shè)計(jì)通過控制單片機(jī)發(fā)出的步進(jìn)脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制。以步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī)，以AT89C52單片機(jī)為核心控制器，用軟硬件相結(jié)合的方法從總體上完成了伺服電機(jī)運(yùn)行控制器的整體設(shè)計(jì)。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行控制器告一段落。 put more wind for a