【文章內(nèi)容簡介】 驅(qū)動系統(tǒng) 9 （四）步進電機優(yōu)缺點 優(yōu)點 電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； 電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當繞組激磁時）； 由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性； 優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應； 由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 電機的響 應僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結構可以比較簡單而且控制成本 僅僅將負載直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。 缺點 如果控制不當容易產(chǎn)生共振； 難以運轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。 三、 步進電機的 速度 控制 （一） 工作原理 以 8088CPU為核心 ， 擴展 8255A 及相應的接口電路 ， 產(chǎn)生步進電機所需的脈沖系列 。 該脈沖系列經(jīng)驅(qū)動電路后 ， 直接驅(qū)動步進電機 ， 實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)及方向控制 ，進行功能擴展后我設計的系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能：通過四個開 關和一個外接電路的旋鈕來控制步進電機的正反轉(zhuǎn)及速度的調(diào)節(jié)，其中一個開關 S1 控制步進電機的開啟，一個開關 S2 控制步進電機的正反轉(zhuǎn)，剩下的兩個開關 S2,S3 的前三種組合 00， 01， 10 控制三種不能調(diào)的預先設定好的三個速度，第四種組合 11，通過 8255A 和 ADC0809 將由外接電路的旋鈕控制的一個連續(xù)可調(diào)電壓信號采樣有這個數(shù)值的大小來控制延時的長短從而控制步進電機的速度來實現(xiàn)無極調(diào)速。這個系統(tǒng)的特點就是：可設定三個固定常用的速度 和一個可無極調(diào)速的速度，操作簡單可靠。 （二） 硬件原理框圖 10 IN7 5 4 S3 3 S4 2 1 圖 系統(tǒng)的硬件原理框圖 （ 三 ）硬件原理圖 （見附錄一） （四） 硬件原理介紹 8086CPU 構成的最小模式系統(tǒng) 圖 8086 最小系統(tǒng)結構示意圖 根據(jù)使用目的的不同， 8086/8088 系統(tǒng)可以有最小模式和最大模式兩 D0— D7 8088 控制機 A 12V B A’ 驅(qū)動器 ULN2803 B’ C C’ D D’ 步進電機 A口 PB0 PB1 8255A PB6 PB7 PB2 PB3 PB4 PB5 1 IN7 ADC0809 S11 S2 8253 OUT2 將8086 C PU的 AD 復用總線分離為 AB 總線和 DB 總線ABA 19 ~ A 0DBD 15 ~ D 0CB擴展 R OM和 R AM 存儲器擴展 I / O接口電路外設ABDBCB 11 種系統(tǒng)配置，兩種方式的選擇主要取決于硬件，當 CPU 引腳 MN/MX 端接高電平 +5V 時，構成最小系統(tǒng)。 圖 總線結構示意圖 在最小模式系統(tǒng)中，除了 8086CPU，存儲器及 I/O 接口芯片外，還加入了一片 8284A 作為時鐘發(fā)生器，三片 8282/8283 或 74LS373 作為地址鎖存器，二片 8286/8287 或 74LS245 作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器。數(shù)據(jù)總線和地址總線分時復用。 存儲器用來存放程序與數(shù)據(jù)，通過譯碼器 74LS138 選擇出所對應的存儲單元。如選中 2723(11)，要求 A19A1 A1 A0=0,即地址范圍為(00000H01FFEH)， 能存放 4K 的數(shù)據(jù)。其余各存儲器的地址范圍依此類推。 外設接口 電路部分 本部分設計使用了 ADC0809 采樣電路 ,8255A 接口芯片 ,譯碼器74LS138 等構成 .ADC0809 的數(shù)據(jù)輸出端口接在 8255A 的 A 口上。同時ADC0809 采樣的啟動信號由定時器 /計數(shù)器 8253 提供和時鐘頻率 CLOCK由系統(tǒng)應用時鐘頻率 OPCLK 提供。 B 口是分時復用的 ,有時輸出 ,有時輸入 .輸入是控制信號 ,輸出的是電機驅(qū)動信號。 其中 8253， 8255A 的地址見系統(tǒng)編碼表 時鐘8284 A1 MHZVCCGNDRESCLKREADYRESETVCC MN / MXGND8086CPUDT / R DEN RD WR BHE ALE M / IO CBAD 15 ~ AD 0 A 19 ~ A 16AD 7 ~ AD 0 AD 15 ~ AD 8 A 19 ~ A 16ALESTBALESTBALESTBOEOEOE8282地址鎖存器（ 1 ）ABA 19 ~ A 0AD 7 ~ AD 0 AD 15 ~ AD 88286數(shù)據(jù)收發(fā)器（ 1 ）DT / RTOEA 7 ~ A 0B 7 ~ B 0 B 7 ~ B 0DT / RTOEDENDEND 15 ~ D 0DB8286數(shù)據(jù)收發(fā)器（ 2 ）8282地址鎖存器（ 2 ）8282地址鎖存器（ 3 ）1 . 5 K20 u16 VA 7 ~ A 0 A 15 ~ A 8 A 19 ~ A 16D 7 ~ D 0 D 15 ~ D 8 12 輸入 /輸出接口編碼 電路名稱 信號線 寄存器 編址 8253 IOY2 0計數(shù)器 40H 1計數(shù)器 41H 2計數(shù)器 42H 控制寄存器 43H 8255A IOY3 A 口 60H B 口 61H C 口 62H 控制寄存器 63H 驅(qū)動電路及步進電機部分 驅(qū)動電路相當于一個功率放大電路 ,是輸入的信號變換后能驅(qū)動負載 .但要求負載不超過額定值 .本次設計使用的是 ULN2803驅(qū)動芯片 .其引腳標注如下 . 勵磁順序如表所示 節(jié)拍 項數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 5 + + + + + + + + 4 3 2 1 參照步進電機的節(jié)拍表 ,8255A 的 B 口輸出電平步序的對應表如下所示 : 步序 PB3 PB2 PB1 PB0 對應 B 口輸出值 1 0 0 0 1 01H 2 0 0 1 1 03H 3 0 0 1 0 02H 4 0 1 1 0 06H 5 0 1 0 0 04H 6 1 1 0 0 0CH 7 1 0 0 0 08H 8 1 0 0 1 09H 四、 軟件設計流程和描述 （一） 主程序流程圖 13 14 （二） 延時程序流程圖 （三） 源程序代碼（見附錄二） 15 總結 本次課程設計，進一步促進了我對電力拖動的熱愛，不僅如此它還進一步加深了我對以前知識的認識和提高，書上對步進電機只是簡單的介紹并沒有很多關于應用的說明，這次設計我對步進電機的驅(qū)動和控制有了更多的了解，為以后的學習生活帶來了方便。此次課程設計是激發(fā)我們見理論與實際相結合的手段，增強了我們動手和動腦的能力，是對思維能力的深度提高。 通過這次課程設計我學會了很多知識， 不僅對電拖方面知識，也 對電腦的操作知識也得到了提高，特別是 對辦公軟件 office 的基本操作有了很大的提高。 16 17 附錄二 源程序代碼 。 。定義堆棧段 。 STACK SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK ENDS 。 。定義數(shù)據(jù)段 。 DATA SEGMENT TABLE1 DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H 。順時針旋轉(zhuǎn)脈沖列表 TABLE2 DB 09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H 。逆時針旋轉(zhuǎn)脈沖列表 RD DB 03H 。用以記錄是順時針轉(zhuǎn)，還是逆時針轉(zhuǎn) SD DB 08H 。用于記錄所輸入的開關的速度 DATA ENDS 。 。代碼段 。 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA, ES:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV ES,AX