基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁
2025-08-17 15:02本頁面
【導(dǎo)讀】當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的腳步愈變愈快，科學(xué)技術(shù)也是日新月異。同時(shí)，對(duì)于生活工。作要求簡(jiǎn)單化、智能化、系統(tǒng)化。對(duì)于各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)備要操作簡(jiǎn)單，功能齊全應(yīng)用自。如等等苛刻的要求。在眾多條件的促使下，引入了步進(jìn)電機(jī)，而且使之被系統(tǒng)化操作。完成步進(jìn)電機(jī)的各種運(yùn)行控制。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，通過人機(jī)交互換接口能設(shè)置，操作簡(jiǎn)單，該系統(tǒng)可應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)在機(jī)電一體多數(shù)場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最器件——步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的原始模型起源于1830年至1860年，1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氬弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中，這被認(rèn)為最早的步進(jìn)電機(jī)。也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。在步進(jìn)電機(jī)本體方面隨著永磁材料的發(fā)展，各種實(shí)用性步進(jìn)電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。令動(dòng)作的靈活控制性場(chǎng)合步進(jìn)電機(jī)用得最多。實(shí)現(xiàn)基于步進(jìn)電機(jī)的XY工作臺(tái)兩點(diǎn)間的位移控制。方向由導(dǎo)電順序決定。
【正文】 /3600 (t 為螺距 )。即進(jìn)給脈沖的數(shù)量 N→定子繞組通電狀態(tài)變化次數(shù) N→步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角 φ →工作臺(tái)位移量 L。 二、 工作臺(tái)進(jìn)給速度的控制 機(jī)床控制系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給脈沖的頻率，經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制線路之后，表現(xiàn)為控制步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電、斷電的電平信號(hào)變化頻率，也就是定子繞組通電狀態(tài)變化頻率。而定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率 決定了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 經(jīng)絲杠螺母轉(zhuǎn)換之后，體現(xiàn)為工作臺(tái)的進(jìn)給速度。即進(jìn)給脈沖的頻率 → 定子繞組 通電狀態(tài)的變化頻率 → 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 → 工作臺(tái)的進(jìn)給速度。 三、 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的控制 當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給脈沖是正向時(shí)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制線路，使步進(jìn)電機(jī)的定子各繞組按一定的順序依次通電、斷電；當(dāng)進(jìn)給脈沖是負(fù)向時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制線路則使定子各繞組按與進(jìn)給脈沖是正向時(shí)相反的順序通電、斷電。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理可知，通過步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電順序的改變，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái)的進(jìn)給方向的控制。 程序框圖 14 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，可畫出控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，加減速控制，工作方式為雙時(shí) 鐘，程序框圖如圖 ： 圖 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖 匯編程序 本程序的資源分配如下： R0—— 中間寄存器； R1—— 儲(chǔ)存速度級(jí)數(shù)； R2—— 儲(chǔ)存級(jí)數(shù)步數(shù)； R3—— 加減速狀態(tài)指針，加速時(shí)指向 35H，恒速時(shí)指向 37H，減速時(shí)指向 3AH。 32H― 34H—— 存放絕對(duì)參數(shù)（假設(shè)用 3 個(gè)字節(jié)），低位在前； 35H、 36H—— 存放加速總步數(shù)（假設(shè) 2 個(gè)字節(jié)），低位在前； 15 37H－ 39H—— 存放恒速總步數(shù)（假設(shè) 3 個(gè)字節(jié)），低位在前； 3AH、 3BH—— 存放減速總 步數(shù)（假設(shè) 2 個(gè)字節(jié)），低位在前； —— 正轉(zhuǎn)脈沖輸入； —— 反轉(zhuǎn)脈沖輸入； —— 正轉(zhuǎn)按鈕 K1； —— 反轉(zhuǎn)按鈕 K2； —— 加速按鈕 K3； —— 減速按鈕 K4； 定時(shí)常數(shù)序列放在以 ABC 為起始地址的 ROM 中。初始 R3=35H,R R2 都有初始值。 程序如下： ORG 0000H JNB ZZ。 JNB FZ。 ZZ:INC R0 CJNE R0,06H ZZ1。 MOV R0,00H。 ZZ1:MOV A,R0。 MOV DPTR,ABC。 MOVC A,@A+DPTR。 MOV P0 A。 FZ: DEC R0。 CJNE R0 0FFH,FZ1。 MOV R0,05H 。 FZ1:MOV A,R0。 MOV DPTR,ABC。 MOVC A,@A+DPTR。 MOV P0,A。 ABC:DB 01H 03H 02H 06H 04H RET JS:MOV R0,35。 CJNE@R0 0FFH,JS1。 INC R0。 DEC @R0。 JS1:DJNC R2 JS2。 INC R1。 MOV A R1。 MOV B,N。 MUL AB。 16 MOV R2 A。 JS2:MOV A,35H。 ORL A,36H。 JNB R3 37H。 MOV R0 3AH。 DEC @R0。 CJNE @R0,0FFH,JS4。 NC R0。 DEC @R0。 JS4:DJNC R2 JS5。 DEC R1。 MOV A,R1。 MOV B,N。 MUL AB。 MOV R2,A。 JS5:MOV A,3AH。 ORL A,3B。 JNB R3。 RET。 設(shè)計(jì)總結(jié) 此 設(shè)計(jì)通過單片機(jī) AT89C51 和脈沖分配 PMM8713 來控制步進(jìn)電機(jī)的正 轉(zhuǎn)與 反 轉(zhuǎn)及 加減速，以實(shí)現(xiàn)基于 XY 軸坐標(biāo)的步進(jìn)電機(jī)的 控制。利用步進(jìn)電機(jī)的 轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 帶動(dòng)所聯(lián)接的絲桿的旋轉(zhuǎn)，絲桿又帶動(dòng)了 XY 工作臺(tái)進(jìn)行直線位移。 在 設(shè)計(jì) 中 實(shí)現(xiàn)了占用 CPU 時(shí)間少，效率 較高；很容易 控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 和 轉(zhuǎn)速； 大大提高了步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度。此 設(shè)計(jì)過程考慮比較周全，系統(tǒng)中不僅 采用光電隔離電路有效地抑制電磁干擾從而提高系統(tǒng)的可靠性，而且還可 方便 靈活地控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而以滿足不同用戶的要求，所以 常把單片機(jī)步電機(jī)控制電路稱之為可編程步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電機(jī)控制（包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配）使用軟件方法，即 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，從而 簡(jiǎn)化了電路，也減低了成本。 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)性能優(yōu)于傳統(tǒng)的步進(jìn)控制器，具有相應(yīng)快，控制方便可靠等 等 一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)電一體化、數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、自動(dòng)記錄儀、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、 鐘表、印刷設(shè)備等中也 得到 了 廣泛地應(yīng)用， 有著相當(dāng) 廣闊發(fā)展前景。 17 參考文獻(xiàn) 【 1】 王兆義 編程控制器實(shí)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 【 2】 劉載文、李惠升、鐘亞林 電梯控制系統(tǒng) 電子工業(yè)出版社 1996 【 3】 齊叢謙、王士蘭 PLC 技術(shù)及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 【 4】 林濤：《基于 VHDL 語言的交通信號(hào)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》，《交通與計(jì)算機(jī)》 2020 年第四期，第 7275 頁。 【 5】 林金鉗 . PLC 控制系統(tǒng)的供電技術(shù) 電工技術(shù)， 2020（ 4） 【 6】 賈德勝 . PLC 應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序 北京：人民郵電出版社， 2020 【 7】 徐民 . 步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [D].哈爾濱 :黑龍江科技學(xué)院 . 2020： 4565 【 8】 廖高華 . 高性能步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的研制 [D]. 西安 :西安科技大學(xué)， 2020： 7698 【 9】 王福瑞 . 單片機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 1998：89108
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