基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-07-15 18:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 主要特性如下： 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任 意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 工作電壓：～（5V 單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)）。 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～80MHz，實(shí)際工 作頻率可達(dá) 48MHz。 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）。通用 I/O 口 （32 個(gè)） 復(fù)位后為： ， P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程） ，無(wú)需專用編程器，無(wú) 需專用仿真器，可通過(guò)串口（RXD/,TXD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片。共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器 T0、TT2，設(shè)計(jì)中用到引腳及其功能如下：VCC ：電源GND：地P0口：P0作為通用I/O口使用時(shí)，屬于準(zhǔn)雙向I/O口。作為地址/數(shù)據(jù)總線使用是一個(gè)真正地雙向口。P1口：P1口是80C51唯一的單功能口，僅能用作通用的數(shù)據(jù)輸入/輸出口。與8051不同之處是。P2口：P2口作為通用的I/O口使用時(shí)，屬于準(zhǔn)雙向I/O口。還可以用作地址總線。P3口：P3口可以用作通用I/O口。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的是它的第二功能。如下所示： STC89C52引腳圖 由于電路電源為5V左右，51單片機(jī)中9引腳RST接高電平（）持續(xù)2T實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 電容充電時(shí)間約t=R2*C42T即可滿足復(fù)位要求。故選擇10K電阻及10uF電容。，,。 單片機(jī)復(fù)位電路 STC89C52RC中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體一起構(gòu)成自激振蕩器。設(shè)計(jì)使用51單片機(jī)顧選用12MHZ的晶振頻率便于計(jì)算，同時(shí)對(duì)于32KHZ以上的晶振，大約C1=C2=30PF。 單片機(jī)晶振電路圖 28BYJ48 設(shè)計(jì)初期經(jīng)查詢資料，選定永磁式四相五線減速電機(jī)28BYJ48作為被控制電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)28BYJ48型四相電機(jī)，電壓為5V。 當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（一個(gè)步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。由于電機(jī)的八拍轉(zhuǎn)動(dòng)精度是四拍的一倍，設(shè)計(jì)中電機(jī)為八拍工作方式。 電機(jī)型號(hào)電壓相數(shù)相電阻Ω177。10%步距角度減速比28BYJ48 5V4300 1/64 28BYJ48參數(shù)圖在買到電機(jī)后，我將紅線接5V電源，依次將其他四線接觸負(fù)極，最后發(fā)現(xiàn)對(duì)橙、黃、粉、藍(lán)通入電流后發(fā)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，導(dǎo)線顏色12345678 紅++++++++ 橙 黃 粉 藍(lán) 步進(jìn)電機(jī)逆向旋轉(zhuǎn)脈沖圖所以可以定義旋轉(zhuǎn)相序uchar Zheng[8]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01}。 //逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)相序表uchar Fu[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}。 //正時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)相序表由 360176。/定子齒數(shù)/相數(shù)=步距角 可以算出電機(jī)共有512齒。由 運(yùn)轉(zhuǎn)速度=脈沖頻率60/步進(jìn)電機(jī)分割數(shù)/減速比64 來(lái)計(jì)算設(shè)定定時(shí)器賦值。電路開機(jī)設(shè)定步進(jìn)電機(jī)速度為180176。每秒 ，步進(jìn)分割比為360/，算出定時(shí)器初始定時(shí)為35000/18約1944us。同上可算出電機(jī)速度為170176。每秒時(shí)定時(shí)器定時(shí)為35000/17。若將180176。每秒的速度級(jí)設(shè)為18以此類推10176。的速度級(jí)為1。用ANG_Zheng和ANG_Fu代表正負(fù)速度級(jí)取值為018，則相應(yīng)定時(shí)器定時(shí)應(yīng)設(shè)定為35000/ANG_Zheng和35000/ANG_Fu微秒。 由于51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力比較弱，低電平時(shí)只有十幾個(gè)微安，無(wú)法驅(qū)動(dòng)28BYJ48型步進(jìn)電機(jī)，必須將驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行放大。通過(guò)使用不同的放大電路和不同參數(shù)的器件，可以達(dá)到不同的放大的要求，放大后能夠得到較大的功率。但是由于使用的是四相的步進(jìn)電機(jī)，就需要對(duì)四路信號(hào)分別進(jìn)行放大，由于放大電路很難做到完全一致，當(dāng)電機(jī)的功率較大時(shí)運(yùn)行起來(lái)會(huì)不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)選用達(dá)林頓陳列ULN2003來(lái)驅(qū)動(dòng)28BYJ48步進(jìn)電機(jī)。
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