【文章內(nèi)容簡介】 3種不同速度）。 (4) 獨立編寫好程序，并能在機器上調(diào)試通過，并要求將速度值在液晶顯示器上顯示。 成都學院（成都大學）課程設(shè)計報告 3 第 2 章 步進電機轉(zhuǎn)速實時控制 設(shè)計方案 本設(shè)計采用電壓為 DC12V 的四相八拍步進電機 35BYJ46 型電機，步進電動機驅(qū)動電路主芯片是ULN2022，以 8255A作為 8086并行輸出接口， 8086對步進電機的控制信號則通過 8255A送到 ULN2022。其中步進電機的 勵磁線圈及其勵磁順序已經(jīng)確定。 關(guān)于轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速，通過查表的方式實現(xiàn)，以逐次遞增方向查表，依次輸出表中數(shù)據(jù)，則步進電機正轉(zhuǎn)；以逐次遞減方向查表，則步進電機反轉(zhuǎn)，即通過一個表實現(xiàn)步進電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。其中表中內(nèi)容為程序的 TABLEDB 中的內(nèi)容。 轉(zhuǎn)速則通過調(diào)用延時子程序，當調(diào)用延時較長的子程序時，則步進電機轉(zhuǎn)速慢，當調(diào)用延時較短的子程序時，步進電機轉(zhuǎn)速加快。 硬件系統(tǒng)基本原理 步進電機 35BYJ46 1）勵磁線圈及其勵磁順序， 其勵磁線圈如圖 21所示，勵磁順序如表 211所示： 1354 2 1 2 3 4 5 6 7 8 5 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 4 － － － 3 － － － 2 － － － 1 － － － 表 211 勵磁順序 圖 21 勵磁線圈 成都學院（成都大學）課程設(shè)計報告 4 2） 四相步進電機工作原理示意圖 見圖 22，轉(zhuǎn)子由一個永久磁鐵構(gòu)成，定子分別由 4組繞組構(gòu)成。圖 23為電路連接圖 Φ 1Φ 2Φ 3Φ 4CCCC + 1 2 VΦ 1 Φ 2 Φ 3S 1 S 2 S 3 當 S1連通電源后，定子磁場將產(chǎn)生一個靠近轉(zhuǎn)子為 N極，遠離轉(zhuǎn)子為 S極才磁場，這樣的定子磁場和轉(zhuǎn)子的固有磁場發(fā)生作用，轉(zhuǎn)子就會轉(zhuǎn)動，正確地 S S4的送電次序，就能控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向。 例如：若送電的順序為 S1閉合 → 斷開 → S2閉合 → 斷開 → S3閉合 → 斷開 → S4閉合 → 斷開， 周而復始的循環(huán)，在定子和轉(zhuǎn)子共同作用下，電機就瞬時針旋轉(zhuǎn)： Φ 4Φ 1Φ 2Φ 3 若送電的順序為 S4閉合斷開 → S3閉合 → 斷開 → S2閉合 → 斷開 → S1閉合 → 圖 22 電機定子和轉(zhuǎn)子示意圖 圖 23 電氣連接示意圖 圖 24 電機順時針旋轉(zhuǎn)示意圖 成都學院（成都大學）課程設(shè)計報告 5 斷開，周而復始的循環(huán)，則電機就逆時針旋轉(zhuǎn)，原理同理。 8255A向步進電機發(fā)出控制脈沖如圖 25： 1 234 D 0 位D 1 位D 2 位D 3 位 3）步進電機與 8255A 接口關(guān)系如圖 26： 圖 26 實驗線圖 4） 步進電動機的速度控制 步進電機速度的控制是通 過控制單片機發(fā)出的步進脈沖的頻率來實現(xiàn)。 對于軟件脈沖分配方式采用調(diào)整兩個控制字之間的時間間隔來實現(xiàn)調(diào)速；對于硬件脈沖分配方式則采用定時中斷方式來調(diào)整脈沖頻率從而實現(xiàn)調(diào)速。根據(jù)以上所述，控制步進電機速度的方法有兩種。 (1)軟件延時法：通過調(diào)用標準的延時子程序，改變兩控制字之間延時時間來實現(xiàn)。采用軟件延時方法實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的優(yōu)點是程序簡單，思路清晰， 不占用硬件資源，缺點是 CPU 的等待時間過長，占用大量機時，因此沒有實用價值。 這次試驗采用的便是軟件延時。 (2)定時器中斷法。以 805l 單片機為例， 在中斷服務子程序中進行脈沖輸出操作，調(diào)整定時器的定時常數(shù)就可實現(xiàn)脈沖頻率的調(diào)整，從而實現(xiàn)調(diào)速。 這種方法占用 CPU 時間較少，容易實現(xiàn)，是一種比較實用的調(diào)速方法。 PB 0 PB 1 PB 2 PB 3 8255 A A B C D A ’ B ’ C ’ D ’ 驅(qū)動電路 1 2 3 4 5 35 BYJ 46 型 步進電機 + 12 V 圖 25 8255A 向步進電機發(fā)出的控制脈沖 成都學院（成都大學）課程設(shè)計報告 6 8255A 可編程并行接口芯片 1) 8255 簡介 Intel 8086/8088 系列的可編程外設(shè)接口電路（ Programmable Peripheral Interface)簡稱 PPI，型號為 8255（改進型為 8255A 及 8255A5），具有 24 條輸入 /輸出引腳、可編程的通用并行輸入 /輸出接口電路。它是一片使用單一 +5V 電源 的 40 腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。 8255A 的通用性強，使用靈活，通過它 CPU 可直接與外設(shè)相連接。 8255A 在使用前要寫入一個方式控制字，選擇 A、 B、 C 三個端口各自的工作方式，共有三種 。 方式 0 ：基本的輸入輸出方式，即無須聯(lián)絡(luò)就可以直接進行的 I/O 方式。其中 A、 B、 C 口的高四位或低四位可分別設(shè)置成輸入或輸出。 方式 1 ：選通 I/O,此時接口和外圍設(shè)備需聯(lián)絡(luò)信號進行協(xié)調(diào)，只有 A 口和 B 口可以工作在方式1，此時 C 口的某些線被規(guī)定為 A 口或 B 口與外圍設(shè)備的聯(lián)絡(luò)信號，余下的線只有基本的 I/O 功能 ，即只工作在方式 0. 方式 2： 雙向 I/O 方式，只有 A 口可以工作在這種方式，該 I/O 線即可輸入又可輸出，此時 C口有 5 條線被規(guī)定為 A 口和外圍設(shè)備的雙向聯(lián)絡(luò)線， C 口剩下的三條線可作為 B 口方式 1 的聯(lián)絡(luò)線，也可以和 B 口一起方式 0 的 I/O 線。 8255A 是一個并行輸入、輸出器件，具有 24 個可編程設(shè)置的 I/O 口，包括 3 組 8 位的 I/O 為PA 口、 PB 口、 PC 口，又可分為 2 組 12 位的 I/O 口： A 組包括 A 口及 C 口