單片機課程設計-二維步進電機控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-12 11:27 本頁面
【文章內容簡介】 產生旋轉的磁場。每來一個脈沖電壓，轉子就旋轉一個步距角，稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進電機各相繞組的電流輪流切換，在供給連續(xù)脈沖時，就能一步一步地連續(xù)轉動，從而使電機旋轉。電機將電能轉換成機械能，步進電機將電脈沖轉換成特定的旋轉運動。每個脈沖所產生的運動是精確的，并可重復，這就是步進電機為什么在定位應用中如此有效的原因。 步進電機實際上是一個數(shù)字\角度轉換器，也是一個串行的數(shù)\模轉換器。步進電機的基本控制包括啟?？刂啤⑥D向控制、速度控制、換向控制4 個方面。從結構上看 ,步進電機分為三相、四相、五相等類型 ,常用的則以四相為主。四相步進電機的工作方式有四相單三四拍、四相雙四拍和四相八拍3 種 ,而本次設計中我們研究的是二維四相步進電機的運動，其中X方向電機采用8拍運行方式，Y方向電機采用雙四拍運行方式。下面具體加以闡述。 步進電機的控制 X軸運行方式：八拍勵磁順序：AABBBCCCDDDAA Y軸運行方式：雙四拍勵磁順序：ABBCCDDAAB 步進電機的換向控制 步進電機換向時 ,一定要在電機減速停止或降到突跳頻率范圍之內再換向 ,以免產生較大的沖擊而損壞電機。脈沖序列的均勻度及高低電平方式。在某一高速下的正、反向切換實質包含了減速→換向→加速3 個過程。 控制電路的設計圖第3章 系統(tǒng)的硬件設計 系統(tǒng)設計方案的簡述本設計采用單片機80C51來作為整個步進電機控制系統(tǒng)的運動控制核心部件，采用了環(huán)形分配器L297來控制脈沖分配及功率放大器L298及其外圍電路構成了整個系統(tǒng)的驅動部分，再加上作為執(zhí)行部件的步進電機來構成了一個基本的步進電機控制系統(tǒng)。其主體流程如下圖： 基于80C51的步進電機執(zhí)行結構及原理 單片機最小系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的控制核心，它主要負責產生控制步進電機轉動的脈沖，通過單片機的軟件編程代替環(huán)形脈沖分配器輸出控制步進電機的脈沖信號，步進電機轉動的角度大小與單片機輸出的脈沖數(shù)成正比步進電機轉動的速度與輸出的脈沖頻率成正比，而步進電機轉動的的方向與輸出的脈沖順序有關。同時單片機系統(tǒng)還負責處理來自電機驅動電流檢測模塊檢測到的電流值。 電機驅動模塊（L297，L298）負責將單片機發(fā)給步進電機的信號功率放大，從而驅動電機工作?！ 〈谙螺d模塊主要是負責實行計算機和單片機之間的通信，將在計算機里面編寫好的程序下載到單片機芯片當中。具體～，經(jīng)過環(huán)形分辨器L297和功率放大器使步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正轉、反轉、加速和停止等動作。，即電壓控制。而步進電機中則設計為標準電壓+12V，步進角為18度，每分鐘最大轉速為36000轉。圖中80C51選用頻率6Hz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小80C51對輸入脈沖信號周期的影響。 輔助控制電路 復位電
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