【正文】 制碼送 P1 調(diào)用延時 調(diào)用延時 步數(shù)減一 步數(shù)減一 步數(shù)調(diào)顯 步數(shù)調(diào)顯 步數(shù) 步數(shù) 返 回 R0 R0 1 R0 R0 1 R2 R2 1 R2 R2 1 R2 0 R2 0 圖 15 運(yùn)行流程圖 17 7 系統(tǒng)調(diào)試及使用說明 71 整體調(diào)試 整體調(diào)試所使用的測試儀器儀表和工具 PC 機(jī)一臺主頻 24GHz 數(shù)字萬用表一個 3Long Wei INT RuMENT HK COLTD 穩(wěn)壓電源 2 個 TeKtroniX 示波器 KEIL C51 750 開發(fā)軟件用於 程序的編輯軟件的 程序編譯生成 HEX HEX 代碼供下載器軟件 使用把程序 下載到 AT89S51 單片機(jī)中 WACCESS 軟件下載載入程序河洛 HILOSYSTEMS UNIVERSAL PROGRAMMING 通用下載編程器 ALL11C2 含 USB DRIVERS 和 WACCESS 下載軟件本裝置的調(diào)試主要分為硬件調(diào)試軟件調(diào)試 等兩大部分經(jīng)過初步的分析設(shè)計后在制作硬件電路的同時調(diào)試也在穿插進(jìn) 行 調(diào)試的問題有 電機(jī)不轉(zhuǎn) 75452 接錯顯示出現(xiàn)未料料的代碼 分析原因用數(shù)字示波器測 P10 到 P13 的輸出結(jié)果沒有 方波輸出再測單片 機(jī)片機(jī)的輸入電業(yè)為 5 伏當(dāng)再次按下復(fù)位鍵無效很可能程序燒錄失敗 注 使用的是通用 IC 燒錄器 72 系統(tǒng)使用說明 18 圖 16 按鍵對照 上圖為單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)控制裝置的人機(jī)通信接口其中 0 至 9 這十個 鍵為數(shù)字鍵用于輸入控制數(shù) A 對應(yīng)是 STEP 步數(shù)鍵 B 對應(yīng)的是速度鍵 C 對應(yīng)的是方向鍵 D 對應(yīng)的是回車鍵 E 對應(yīng)的是運(yùn)行鍵 STEP 鍵為輸 入步數(shù)的開始鍵單片機(jī)只有當(dāng)檢測到 STEP 被按下后才開始接受步數(shù)值的鍵 入當(dāng)您輸入入完步數(shù)之后按 Enter 鍵這樣步數(shù)的輸入才算完成系統(tǒng)只有當(dāng) 在檢測到 Enter 鍵入后才會進(jìn)入速度的輸入速度 speed 方向 direction 的輸入同步數(shù)的輸入一樣當(dāng)步數(shù) stepper 速度 speed 方向 direction 都輸入后按下運(yùn)行對應(yīng)的為 E 鍵后電機(jī)開始按預(yù)定的要求運(yùn)轉(zhuǎn) 8 結(jié)束語 應(yīng)該說本設(shè)計還是基本達(dá)到了設(shè)計的要求但是也存在著未能解決 的問題 由于電機(jī)在運(yùn)行的過程中并沒有帶負(fù)載所以電機(jī)不會出現(xiàn)過載即運(yùn)行過程中 的功率不會超出額定的功率在執(zhí)行運(yùn)行鍵的時候若空載起動頻率過高會出現(xiàn)失 步以中斷步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動信號的輸出導(dǎo)致電機(jī)停轉(zhuǎn)這次步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制 裝置綜合畢業(yè)設(shè)計涉及到機(jī)械電機(jī)電子及計算機(jī)等許多相關(guān)的專業(yè)知識我 學(xué)到了單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)數(shù)碼管行列式鍵盤等 IC 的使用更重要的是學(xué) 會了程序出問題時調(diào)試的方法并養(yǎng)成了 Debug 的習(xí)慣學(xué)到了程序出問題后 怎樣去解決的基本方法能夠靈活使用單片機(jī)和一些常用芯片能夠進(jìn)行單片機(jī) 的軟硬件設(shè)計和實(shí)現(xiàn) 19 參考文獻(xiàn) 哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) 成 都 電 機(jī) 廠 編 著 《 步 進(jìn) 電 動 機(jī) 》 1979 正 田 英 介 吉 永 淳 電 機(jī) 電 器 科學(xué)出版社 1983 陳 隆 昌 等 控 制 電 機(jī) 西北電訊工程學(xué)院出版社 馬家辰孫玉德 MCS51 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 李華 MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社 胡漢才 8051 單 片 微 型 計 算 機(jī) 接 口 技 術(shù) 清華 大學(xué)出版社 翁桂榮鄒麗新 單片微型計算機(jī)接口技術(shù) 蘇州 大學(xué) 出版社 2021 李 仁 定 電 機(jī) 的 微 機(jī) 控 制 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 謝自美電子線路設(shè)計實(shí)驗(yàn)測試 華中理工 大學(xué)出版社 2021 何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 北京航空航天大學(xué)出版社 1999 高 明單片微機(jī)接口與系統(tǒng)設(shè)計 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1995 郝鴻安常用數(shù)字集成電路應(yīng)用手冊 中國計量出版社 1987 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分第四版 高等教育出版社 1999 陳隆昌閻治安等 控制電機(jī)第三版 西安電子科技大學(xué)出版社2021 張 志 良 單 片 機(jī) 原 理 與 控 制 技 術(shù) 機(jī)械 工業(yè)出版社 2021 。 9 176。 2 2． 2 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 定子各相 AABBCC 相差 120 度依次單獨(dú)通電則定子所產(chǎn)生的磁場按 AABBCC AA 順序旋轉(zhuǎn) AA 上通電時為了構(gòu)成閉合的磁力線并且使磁阻最 小轉(zhuǎn)子上的齒要與定子 AA 上的齒對齊設(shè)轉(zhuǎn)子與定子 A 相中間的齒相對的齒 記為 0 號齒 BB 上通電時為了構(gòu)成閉合的磁力線并且使磁阻最小轉(zhuǎn)子上的 齒也要與定子 BB 上的齒對齊轉(zhuǎn)子上與定子 B 相中間應(yīng)該對齊的齒號為 120176。通電一周的旋轉(zhuǎn)角度按照 A→ B → C → A 順序通 電一周則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 9176。因此 13 號齒順時 針旋轉(zhuǎn) 3176。畢業(yè)設(shè)計（論文）單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)論文 91693649 1 引言 步進(jìn)電動機(jī)簡稱步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)可分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)簡稱 VR 永磁式步進(jìn)電機(jī)簡稱 PM 和混合式步進(jìn)電機(jī)簡稱 HB 可在開環(huán)條件下十 分方便地將數(shù)字系統(tǒng)的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)變成與其相對應(yīng)的角位移或線位移因而是控制 系統(tǒng)中常用的自動化執(zhí)行元件步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成 角位移即給一個脈沖信號步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動一個角度因此非常適合于單片機(jī) 控制步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制 電機(jī)的最大特點(diǎn)是它是通過輸入脈沖信號來進(jìn) 行控制的即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻 率決定步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制可以直接接收單片機(jī)送來的數(shù)字信號不需要進(jìn) 行 AD 轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)對位移位置體積流量等物理量的控制步進(jìn)電機(jī)的 驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作控制信號由控制模塊電路系統(tǒng)產(chǎn)生傳統(tǒng)步進(jìn)控制 器由緩沖寄存器環(huán)形分配器控制邏輯正反控制門等組成步進(jìn)控制器線路 復(fù)雜成本高步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)用軟件編程代替了步進(jìn)控制器可靠 成本低控制方便應(yīng)用廣泛步進(jìn)電機(jī)具有步距值不受 各種干擾因素的影響 如電壓的大小電流的數(shù)值波形溫度的變化等等相對來說都不影響步距值 也就是說轉(zhuǎn)子運(yùn)動的速度主要取決于脈沖信號的頻率而轉(zhuǎn)子運(yùn)動的總位移取 決于總的脈沖信號數(shù)誤差不長期積累步進(jìn)電機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度實(shí)際 步距值與理論步距值之間總有一定的誤差從某一步到任何一步也就是走任 意一定的步數(shù)以后也總有一定的積累誤差但是每轉(zhuǎn)一圈的誤差為零所以步距 的誤差不是長期地積累下去的控制性能好啟動停機(jī)反轉(zhuǎn)及其他任何運(yùn)行 方式的改變都在少數(shù)脈沖內(nèi)完成在一定的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時任何運(yùn)行方式 都不會丟失一步還具有轉(zhuǎn)矩大慣性小響應(yīng)頻率高等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在當(dāng)今工業(yè) 上得到廣泛的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)在定位場所也得到了廣泛的應(yīng)用如在繪圖儀打 印機(jī)掃描儀復(fù)印機(jī)磁盤光盤驅(qū)動器各種自動控制閥各種工具還有機(jī)器 人機(jī)械裝置等設(shè)備及光學(xué)儀器中應(yīng)用其定位不需要位移傳感器測定位裝置 單片機(jī) single chip microputer 這種微型控制器目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 眾多自動控制領(lǐng)域因其無論在處理能力穩(wěn)定性方面都具有極其卓越的性能 本文即以目前常用的 ATMEL 公司 89S52 系列單片機(jī)為主 控部件對步進(jìn)電機(jī)進(jìn) 行轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)是采用開環(huán)控制在單片機(jī)機(jī)的控制下仍能達(dá)到較高的精度 1 此控制系統(tǒng)的硬件主要組成５１系列單片機(jī)外圍驅(qū)動電路鍵盤數(shù)碼顯示 等系統(tǒng)用軟件編程代替了步進(jìn)控制器針對不同型號的電機(jī)只要修改相拍脈 沖控制字和運(yùn)行的頻率即對延時的時長進(jìn)行修改即可此外在該作品的基礎(chǔ)上 進(jìn)行功能擴(kuò)展是很方便的 2 步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造原理 2． 1 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)的工作原 理步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個數(shù)字角度轉(zhuǎn)換器其結(jié)構(gòu)如下圖 圖 1 所示是一個三相步進(jìn)電機(jī) 定子是磁極相對應(yīng)著的是一對三相步進(jìn)電機(jī)有三對磁極每個磁極外形是 均勻的 5 個矩形小齒轉(zhuǎn)子上無線圈外形是分布均勻的 40 個矩形小齒相鄰 兩齒的夾角為 9 度步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)精度高旋轉(zhuǎn)單位是步一步的最小轉(zhuǎn)角 圖 1 三相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 可以小到 036 度最大轉(zhuǎn)角達(dá)到 90 度步進(jìn)電機(jī)若前進(jìn)一定的步數(shù)然后再 后退相同的步數(shù)則可精確的回到原來的位 置步進(jìn)電機(jī)啟停速度快能夠在一 剎那間使步進(jìn)電機(jī)啟動或停止在快速啟停時不會失掉一步一般轉(zhuǎn)速為 2001000 步秒 2． 1． 1 步距角 Qs 計算公式 Qs 360176。定子齒對齊 CC 相通電同樣的道理轉(zhuǎn)子仍然順時針旋轉(zhuǎn) 3176。即步距角為 3176。三相六拍步距角為 15176。 1333 不是整數(shù)即轉(zhuǎn)子與定子上的齒未對齊則磁阻大為減 小磁阻轉(zhuǎn) 子要旋轉(zhuǎn)第 1314 號齒距離 B 相中間的角度分別為 31