二相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計采用雙極性控制課程設(shè)計任務(wù)書(編輯修改稿)
2025-08-17 17:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 N為雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動芯片，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動器，可同時驅(qū)動2個二相或1個四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號，可驅(qū)動46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的IO端口來提供模擬時序信號。在接入步進(jìn)電機(jī)時，OUTl，OUT2 ，OUT3，OUT4接二相步進(jìn)電機(jī)的,，二相步進(jìn)電機(jī)的對應(yīng)管腳以圖45為準(zhǔn)，IN1~IN4接單片機(jī)的I/O口，用來控制單片機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及四拍，八拍通電方式。芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖45所示：圖45 L298內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖由圖45可以看出，L298內(nèi)部集成有2個H橋路，對應(yīng)的輸入接口為：，。對應(yīng)的輸出接口為：OUT1接，OUT2接，OUT3接，OUT4接。PROTUS仿真圖為：圖46 驅(qū)動電路PROTUS仿真圖 四位LED數(shù)碼管顯示設(shè)計 任務(wù)要求需采用4位LED數(shù)碼管顯示工作步數(shù)，通過查閱相關(guān)資料，在仿真時采用型號7SEGMPX4CC共陰極數(shù)碼管顯示。其PROTUS仿真圖如下所示：圖47 數(shù)碼管顯示仿真圖單片機(jī)的P0口接數(shù)碼管輸入管腳ABCDEFG以及DP（可以不用），P3口接4位數(shù)碼管的片選端口1234，7段數(shù)碼管對應(yīng)的顯示數(shù)值與輸入信號的關(guān)系可以由下表得到。表43 七段數(shù)碼管顯示功能表單片機(jī)管腳輸入顯示十六進(jìn)制ABCDEFG1111110O3FH0110000106H110110125BH111100134FH0110011466H101101156DH001111167DH1110000707H111111187FH111101196FH由上表可以得到顯示數(shù)字與單片機(jī)管腳輸入信號的對應(yīng)關(guān)系。只需要控制單片機(jī)的P0口輸出信號即可顯示數(shù)字，在程序設(shè)計中，定義7段顯示數(shù)組為uchar seg[]={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f}；即可使數(shù)碼管顯示數(shù)字。5 軟件設(shè)計說明軟件模塊的分析需要根據(jù)硬件電路的設(shè)計來進(jìn)行，基于上述硬件電路的分析設(shè)計，對整個程序流程需要有個整體的思考與判斷。由硬件電路的設(shè)計可以看出，程序需要實現(xiàn)以下幾個功能：通過開關(guān)實現(xiàn)電機(jī)的啟用與停止，正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，加減速，以及四拍、八拍的運行方式；由4位LED數(shù)碼管實現(xiàn)步進(jìn)步數(shù)的顯示；3個發(fā)光二極管顯示電機(jī)的運行狀態(tài)。程序設(shè)計的總體思想是單片機(jī)通過判斷按鍵輸入電平變化從而選擇正反轉(zhuǎn)，加減速，以及四八拍的工作方式。主程序流程圖如圖51所示。圖 51 主程序流程圖 設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)動模式流程分析與設(shè)計由硬件電路可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)動由開關(guān)K1~K5來控制，K1為單刀雙擲開關(guān)，用于工作模式四八拍的選擇，低電平有效；K2為單刀單擲開關(guān)，用于啟動和停止的選擇，開關(guān)閉合表示啟動，此時為低電平，相反開關(guān)斷開表示停止，此時為高電平；K3為單刀單擲開關(guān)，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)的選擇，開關(guān)閉合時表示電機(jī)正傳，此時為低電平，相反開關(guān)斷開表示電機(jī)反轉(zhuǎn)，此時為高電平；K4為單刀單擲開關(guān)，用于電機(jī)加速的選擇，開關(guān)閉合表示電機(jī)加速，此時為低電平；K5為單刀單擲開關(guān)，用于電機(jī)減速的選擇，開關(guān)閉合表示電機(jī)減速，此時為低電平。我們通過80C51讀入這六位控制字，存放在變量temp中。對應(yīng)temp值如下表所示。表51 控制字及與轉(zhuǎn)動方式對應(yīng)表K1K2K3K4K5temp轉(zhuǎn)動方式 0 1010154H正向四拍加速 1 0010194H正向八拍加速 0 1000144H反向四拍加速 1 0000184H反向八拍加速 0 1011058H正向四拍減速 1 0011098H正向八拍減速 0 1001048H反向四拍減速 1 0001088H反向八拍減速 0 101115CH正向四拍常速 1 001119CH正向八拍常速 0 100114CH反向四拍常速 1 000118CH反向八拍常速對應(yīng)程序段如下void keyscan(){ uchar temp。 while(k2) {mode=0。step=0。P2=0xef。} //停止，綠燈亮； led_green=1。 //啟動，綠燈滅； temp=P1amp。0xfc。 //P1口取高六位有效； switch(temp) { case 0x54: mode=1。break。//正向四拍加速運行； case 0x94: mode=2。break。//正向八拍加速運行； case 0x44: mode=3。break。//反向四拍加速運行； case 0x84: mode=4。break。//反向八拍加速運行； case 0x58: mode=5。break。//正向四拍減速運行； case 0x98: mode=6。break。//正向八拍減速運行； case 0x48: mode=7。break。//反向四拍減速運行； case 0x88: mode=8。break。//反向八拍減速運行； case 0x5c: mode=9。break。//正向四拍常速運行； case 0x9c: mode=10。break。//正向八拍常速運行； case 0x4c: mode=11。break。//反向四拍常速運行； case 0x8c: mode=12。break。//反向八拍常速運行； }} 顯示模塊流程分析與設(shè)計由硬件部分分析可知，Led數(shù)碼管有4個管腳讀入片選信號，8個管腳讀入控制信號。本部分程序首先要對當(dāng)前的步數(shù)值進(jìn)行位數(shù)分離，將個、十、百、千位分別提取出來，然后通過片選信號選擇位數(shù)讀入控制字，依次進(jìn)行顯示。由于單片機(jī)的計算過程非?？?，我們還設(shè)置了延時程序，并且與步進(jìn)電機(jī)同步，顯示一步的時間與步進(jìn)電機(jī)走一步的時間相同，所以看起來各位是同時顯示的。對應(yīng)程序段如下
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