微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-09 17:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的非常的簡(jiǎn)單。 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) (1) 輸出轉(zhuǎn)角大小與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成比例，即來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，且在 時(shí)間上與輸入脈沖同步。 (2) 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨輸入信號(hào)的脈沖頻率而變化。即控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 (3) 借助控制線(xiàn)路，易于獲得正反轉(zhuǎn)、間歇運(yùn)動(dòng)等特殊功能。即改變脈沖順序，改變方向。 (4) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止時(shí)間短。一般在信號(hào)輸入幾毫秒或幾十毫秒后，即能使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。信號(hào)切斷后，電機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 (5) 輸出轉(zhuǎn)角精度高，無(wú)累積誤差。 (6) 步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)對(duì)各種干擾因素不敏感。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 (7) 控制特性好。 (8) 步距值不受各種干擾因素的影響。 (9) 總位移量取決于總的脈沖數(shù) 步進(jìn)電機(jī)換相、轉(zhuǎn)向及加 /減速控制方案 (1) 控制換相順序 通電換相這一過(guò)程稱(chēng)為脈沖分配。四相步進(jìn)電機(jī)的八拍工作方式，其各相通電順序?yàn)? AABBBCCCDDDAA. ,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A,B,C，D 相的通斷。 (2) 控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如 果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。 (3) 控制步進(jìn)電機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 步進(jìn)電機(jī)工作方式 四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。 單四拍、雙四拍與八拍工作 方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖 、 b、 c 所示： a. 單四拍 b. 雙四拍 c. 八拍 圖 11 步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)序波形圖 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 3 第 2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 以 8088CPU 為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路，包括支持計(jì)算機(jī) 工作的外圍電路（ EPROM、 RAM、鍵盤(pán)、顯示、通信端口等）。 選用 8255 擴(kuò)展 I/O 接口 ,選取 ULN2803芯片作為驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制和正反轉(zhuǎn)控制。 芯片 介紹 8088CPU 圖 21 8088CPU 結(jié)構(gòu)圖 AH:累加器的高八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算 BH：基址寄存器的高八位字節(jié)，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算 CH：計(jì)數(shù)寄 存器的高八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 DH：為數(shù)據(jù)寄存器的高八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算 AL：累加的低八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算。 BL：基址寄存器的低八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算。 CL：計(jì)數(shù)寄存器的低八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算。 DL：為數(shù)據(jù)寄存器的低八位，可以參加算術(shù)或邏輯運(yùn)算。 SP：稱(chēng)為堆棧指針。它用來(lái)指出當(dāng)前堆棧的棧頂位置，在堆棧指令操作時(shí)。 由它給出入?；虺鰲５臄?shù)據(jù)在棧中的地址。但是 SP 必與 SS（堆棧段寄存器） 相結(jié)合才能確定堆棧的物理地址。堆棧是由高地址向低地址端擴(kuò)展。 既 入棧時(shí) SP 進(jìn)行減操作。隨著入棧數(shù)據(jù)的增多，堆棧擴(kuò)展， SP 值減。 BP：稱(chēng)為基址指針，它也用來(lái)對(duì)堆棧中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，但是它用來(lái)指向堆棧中的一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū) 的基址，可以用它對(duì)堆棧中任意位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。然而它不具有 SP 始終指向堆棧棧頂?shù)摹? 含義。同樣 BP 的使用也必須與 SS 相結(jié)合才能確定在堆棧中的實(shí)際物理地址。 DI：稱(chēng)為目的變址寄存器，有一般通用寄存器的特性它在數(shù)據(jù)串操作指令中通常用來(lái)存放目的數(shù)據(jù)串的守 首地址。 CS：為代碼段寄存器，給出當(dāng)前代碼段的基址， CPU 執(zhí)行指令是從 CS 段中取得的。 DS： 為數(shù)據(jù)段寄存器，給出當(dāng)前數(shù)據(jù)段的首址，程序變量和數(shù)據(jù)存放在這個(gè)段中。 SS：為堆棧寄存器，給出當(dāng)前堆棧段的基址，堆棧進(jìn)行的操作在這個(gè)段中。 ES：附加段寄存器，給出了當(dāng)前使用的附加段的基址，用來(lái)存放待處理的數(shù)據(jù)。 IP：指令指針寄存器，它用來(lái)存放待要取出指令的地址偏移量，它只有與 CS 寄存器相結(jié)合， 才能形成指向指令的真正物理地址。 指令隊(duì)列：為一個(gè)四字節(jié)寄存器（ 8088）隊(duì)列中同時(shí)最多可存放 4 個(gè)字節(jié)的指令，它是一個(gè)先進(jìn)先出的棧 。 總線(xiàn)控制電路：是用來(lái)控制 BIU 各部件的協(xié)同操作的 。 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 圖 22 8088 引腳圖 A16～ Al9／ S3～ S6 地址 /狀態(tài)復(fù)用引腳（輸出、三態(tài)）。當(dāng) 8088 輸出地址時(shí)，這 4 個(gè)引腳上送出地址的最高 4 位 A16～ A19。當(dāng) 8088 輸出狀態(tài)時(shí)，這 4 個(gè)引腳送出狀態(tài)信號(hào) S3～ S6，其中S6 始終為邏輯 0， S5 指示中斷允許標(biāo)志位 IF 的狀態(tài)， S S3 的指示 CPU 當(dāng)前正在使用的段寄存器 。 A8～ A15 地址（輸出、三態(tài)）。 CPU 訪問(wèn)存儲(chǔ)器或 I/O 接口時(shí)，從這些引腳送出地址信號(hào)A8～ A15。 AD0～ AD7 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用引 腳（雙向、三態(tài)）。當(dāng) ALE=1 時(shí)，這些引腳上傳輸?shù)氖堑刂罚皇菙?shù)據(jù)。 M/IO IO/存儲(chǔ)器控制（輸出、三態(tài)）。低電平表示 CPU 當(dāng)前訪問(wèn)的是存儲(chǔ)器，高電平表示訪問(wèn)的是 I/O 接口。 WR 寫(xiě)控制（輸出、三態(tài)）。低電平表示 CPU 正在對(duì)存儲(chǔ)器或 I/O 接口進(jìn)行寫(xiě)操作。 DT/R 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 數(shù)據(jù)傳送方向控制（輸出、三態(tài)）。用于確定數(shù)據(jù)傳送的方向。高電平時(shí)表示 CPU向存儲(chǔ)器或 I/O 接口發(fā)送數(shù)據(jù)；低電平表示 CPU 從存儲(chǔ)器或 I/O 接口接收數(shù)據(jù)。此信號(hào)常用于控制總線(xiàn)收發(fā)器的傳送方向。 DEN 數(shù)據(jù)允許（輸出、三態(tài)）。低電平表 示數(shù)據(jù)總線(xiàn)上有有效數(shù)據(jù)。它在每次訪問(wèn)內(nèi)存或 I/O 接口以及在中斷響應(yīng)期間有效。它常用作數(shù)據(jù)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的片選信號(hào)。 ALE 地址鎖存允許（輸出、三態(tài)）。高電平表示地址線(xiàn)上有有效地址。它常作為鎖存控制信號(hào)將 A0～ A19 鎖存到地址鎖存器。
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