單片機(jī)外文翻譯—基于msp430f149單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)通用控制器-資料下載頁
2024-11-10 17:24本頁面
【導(dǎo)讀】developoncemore.operatingcontrol.extremelysimple.(5)Insetsat2KBRAM,60KBFLASH;
【正文】 9 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)通用控制器。該控制器可同時(shí)控制多臺步進(jìn)電機(jī)按曲線方式運(yùn)行，包括加減速、定位及換向功能等。文中重點(diǎn)探討了步進(jìn)電 機(jī)升降速曲線的設(shè)計(jì)方案及其實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞： MSP430F149，單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，通用控制器 基于 步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，除了步進(jìn)電機(jī)一般還需要專門的驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng) 源僅僅 完成功率驅(qū)動(dòng)部分，用戶并不能使整個(gè)控制系統(tǒng)按預(yù)定的、期望的工作狀 態(tài)運(yùn)行，必須對它的驅(qū)動(dòng)電源予以控制，用戶需要再次開發(fā)。 鑒于此，設(shè)計(jì)了基于 MSP430F149 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)通用控制器，可以滿足大多數(shù)控制場合下的要求?？刂破鞯闹饕δ転椋? ① 可控制多套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；目前可同時(shí)控制 3 套系統(tǒng)。 ② 工作方式靈活，可按設(shè)定的曲線運(yùn)行，曲線最多達(dá) 8 段；可按外部檢測到的控制信號運(yùn)行；可按模擬調(diào)節(jié)測試功能運(yùn)行；譯文 2．系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 微處理器的選擇 本設(shè)計(jì)選用了 TI 公司所生產(chǎn)的 MSP 系列單片機(jī) MSP430F149。目的是應(yīng)用其豐富的接口資源和強(qiáng)大的定時(shí)器功能， MSP430F149 的性能特點(diǎn)如下： （ 1） 6 個(gè)八位并行接口；完全可以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)所有信號的輸入、輸出，無須硬件擴(kuò)展，其中 P P2 八位并行端口的每根口線都具有中斷功能，使鍵盤的軟、硬件設(shè)計(jì)變的非常簡單。 （ 2） 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC；完成模擬設(shè)定功能。 （ 3） 強(qiáng)大的定時(shí)器功能； TIMERA TIMERB7 分別為帶有 3 個(gè)和 7 個(gè)捕捉 /比較寄存器的 16 位定時(shí)器，可以滿足系統(tǒng)速度的設(shè)定及曲線定時(shí)的要求。 （ 4） 液晶驅(qū)動(dòng)模塊； （ 5） 內(nèi)置 2KB RAM、 60KB 的 FLASH； MSP430F149 所提供的豐富資源，外圍硬件擴(kuò)展只需做很少的工作，不僅設(shè)計(jì)變得非常簡單，而且該控制器體積小、可靠性高。 步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)及加 /減速控制方案 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高起動(dòng)頻率（突跳頻率）一般為 到 34KHz，而最高運(yùn)行頻率則可以達(dá)到 N*102 KHz。以超過最高起動(dòng)頻率的頻率直接起動(dòng)，將出現(xiàn) 失步 現(xiàn)象，甚至無法起動(dòng)。較為理想的起動(dòng)曲線，應(yīng)是按指數(shù)規(guī)律起動(dòng)。但實(shí)際應(yīng)用對起動(dòng)段的處理可采用按直線擬合的方法，即 階梯升速法 ?？砂磧煞N情況處理， ① 已知突跳頻率則按突跳頻率分段起動(dòng)，分段數(shù) n=f/fq。 ② 未知突跳頻率，則按段擬合至給定的起動(dòng)頻率，每段頻率的遞增量（后稱階梯頻率） △f=f/8,即采用 8 段擬合。在運(yùn)行控制過程中，將起始的速度（頻率）分為 n 分作為階梯頻率，采用 階梯升速法 將速度連續(xù)升到所需要的速度，然后鎖定，按預(yù)置的曲線運(yùn)行。 譯文 步進(jìn)電 機(jī)的換向問題 步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，一定要在電機(jī)降速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)再換向，以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞電機(jī)。換向信號一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè) CP脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第一個(gè) CP 脈沖前發(fā)出 在某一高速下的正、反向切換實(shí)質(zhì)包含了降速 → 換向 → 升速三個(gè)過程。 速度與定時(shí)器初值的轉(zhuǎn)換 本系統(tǒng)的速度控制是依靠定時(shí)產(chǎn)生 CP 脈沖來完成的，設(shè)定的速度與產(chǎn)生CP 脈沖的定時(shí)器初值間存在一定關(guān)系。 MSP430F149 定時(shí)器的工作方式有多種，本設(shè)計(jì)定時(shí)器工作在連續(xù)方式下。在連續(xù)模式，定時(shí)器從它的當(dāng)前值開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì) 到 0FFFFH 后又從 0開始重新計(jì)數(shù)。在該方式下，將定時(shí)器的當(dāng)前值和比較寄存器 CCRX 相比較，如相等則產(chǎn)生中斷，并在該中斷服務(wù)程序中可以將下一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間加到比較寄存器 CCRX 上 。 定時(shí)初值 =所需定時(shí)值 /計(jì)數(shù)周期；對于步進(jìn)電機(jī)其速度值常以頻率形式給定，諸如運(yùn)行在 20KHZ 下，因此上式可轉(zhuǎn)換為：定時(shí)初值 =計(jì)數(shù)頻率 /速度值。（其中計(jì)數(shù)頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率） 3．結(jié)束語 該控制器可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在多段設(shè)定曲線下的運(yùn)行控制，具有硬件簡單、體積小、可靠性高的特點(diǎn)，已將其用于電線生產(chǎn)線上的排線控制部分 ,取得了令人滿 意的效果。該課題為北方工業(yè)大學(xué)?？蒲谢鹳Y助項(xiàng)目。
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