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正文內(nèi)容

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-二維步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)(編輯修改稿)

2025-02-12 11:27 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。每來(lái)一個(gè)脈沖電壓,轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角,稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式,步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換,在供給連續(xù)脈沖時(shí),就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,步進(jìn)電機(jī)將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)脈沖所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是精確的,并可重復(fù),這就是步進(jìn)電機(jī)為什么在定位應(yīng)用中如此有效的原因。 步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字\角度轉(zhuǎn)換器,也是一個(gè)串行的數(shù)\模轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)的基本控制包括啟??刂?、轉(zhuǎn)向控制、速度控制、換向控制4 個(gè)方面。從結(jié)構(gòu)上看 ,步進(jìn)電機(jī)分為三相、四相、五相等類型 ,常用的則以四相為主。四相步進(jìn)電機(jī)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(shè)計(jì)中我們研究的是二維四相步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng),其中X方向電機(jī)采用8拍運(yùn)行方式,Y方向電機(jī)采用雙四拍運(yùn)行方式。下面具體加以闡述。 步進(jìn)電機(jī)的控制 X軸運(yùn)行方式:八拍勵(lì)磁順序:AABBBCCCDDDAA Y軸運(yùn)行方式:雙四拍勵(lì)磁順序:ABBCCDDAAB 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 步進(jìn)電機(jī)換向時(shí) ,一定要在電機(jī)減速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)再換向 ,以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞電機(jī)。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(shí)質(zhì)包含了減速→換向→加速3 個(gè)過(guò)程。 控制電路的設(shè)計(jì)圖第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)80C51來(lái)作為整個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制核心部件,采用了環(huán)形分配器L297來(lái)控制脈沖分配及功率放大器L298及其外圍電路構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分,再加上作為執(zhí)行部件的步進(jìn)電機(jī)來(lái)構(gòu)成了一個(gè)基本的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。其主體流程如下圖: 基于80C51的步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行結(jié)構(gòu)及原理   單片機(jī)最小系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,它主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖,通過(guò)單片機(jī)的軟件編程代替環(huán)形脈沖分配器輸出控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào),步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小與單片機(jī)輸出的脈沖數(shù)成正比步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與輸出的脈沖頻率成正比,而步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的的方向與輸出的脈沖順序有關(guān)。同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)還負(fù)責(zé)處理來(lái)自電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)模塊檢測(cè)到的電流值?!  ‰姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(L297,L298)負(fù)責(zé)將單片機(jī)發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)功率放大,從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作?!  〈谙螺d模塊主要是負(fù)責(zé)實(shí)行計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間的通信,將在計(jì)算機(jī)里面編寫好的程序下載到單片機(jī)芯片當(dāng)中。具體~,經(jīng)過(guò)環(huán)形分辨器L297和功率放大器使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和停止等動(dòng)作。,即電壓控制。而步進(jìn)電機(jī)中則設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)電壓+12V,步進(jìn)角為18度,每分鐘最大轉(zhuǎn)速為36000轉(zhuǎn)。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(duì)輸入脈沖信號(hào)周期的影響。 輔助控制電路 復(fù)位電
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