基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2024-11-12 14:55本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】各種精密器件需求增加，而步進(jìn)電機(jī)恰好有運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)、高輸出扭矩和控制誤差小的特點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)必將會(huì)在國(guó)民生產(chǎn)起到越來(lái)越大的。本文介紹了一個(gè)利用STC89C52RC單片機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)實(shí)例。盤(pán)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。并能對(duì)步進(jìn)電機(jī)的工作方式進(jìn)。行設(shè)置，具有交互性的特點(diǎn)。顯示電路能實(shí)時(shí)顯示步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的速度，具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。文中還提到系統(tǒng)的硬件組成、程序流程圖、程序及說(shuō)明。Keywords：single-chipmicroputer；steppermotor；control；show
【正文】 置。 （ 2） 用匯編語(yǔ)言創(chuàng)建源程序。 （ 3） 用項(xiàng)目管理器生成應(yīng)用。 （ 4） 修改源程序中的錯(cuò)誤。 （ 5） 測(cè)試， 生成 .HEX 文件， 連接應(yīng)用。 然后使用 PROTUES 仿真軟件排查程序和硬件問(wèn)題。調(diào)試完畢即可檢查硬件焊接電路。 仿真電路如下 軟件測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題： （ 1）由于 proteus 軟件元件列表中無(wú) STC89C52 型單片機(jī)，考慮用 AT89C52 代替。仿真測(cè)試時(shí) 1602 只有背光明亮，無(wú)字符顯示。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，由于 AT89C52 和STC89C52 P0口并不相同，后者內(nèi)有上拉電阻，故在 AT89C52P0 口外連接 9 線 10K排阻器。再次仿真時(shí) LCD 字符能夠正確顯示。 （ 2） 控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的程序段完成后，調(diào)試發(fā)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)速度的控制范圍過(guò)小，查閱資料后發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)思路不太合理，原先的設(shè)計(jì)思路是用主程序控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，采用延時(shí)方式控制步進(jìn)電機(jī)速度，由定時(shí)器處理鍵盤(pán)；隨即改進(jìn)程序，主程序用來(lái)處理鍵盤(pán)，由定時(shí)器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度由定時(shí)器 18 定時(shí)時(shí)間決定。問(wèn)題得到解決，不僅擴(kuò)大了步進(jìn)電機(jī)速度的控制范圍，也使得單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)速度的控制更加精確。 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LS0C11 0 u FR11 0 kC23 0 p FC33 0 p FS2S3S1R V 11 0 k234567891R P 1RE S P A C K 81B11C162B22C153B33C144B44C135B55C126B66C117B77C10CO M9U2ULN20 0 3 AX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X11 2 M 圖 仿真電路圖 硬件調(diào)試 由于初次獨(dú)自焊接硬件電路，沒(méi)有足夠的工程經(jīng)驗(yàn)。在買(mǎi)到所有元器件后，直接將其全部焊接完成。但接上電源按下按鍵后發(fā)現(xiàn) LCD 液晶屏并不工作且按鍵 S1 的加速功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在后來(lái)的電路檢測(cè)時(shí)，由于找不到故障原因?qū)е碌谝淮魏附邮 ? 查閱了相關(guān)工程資料，第二次焊接按照各系統(tǒng)劃分的各個(gè)模塊進(jìn)行，焊接完每個(gè)模塊都用萬(wàn)用表檢測(cè)電源和地之間是否出現(xiàn)短路，如有短路立即檢測(cè)何處焊接導(dǎo)致。在焊接各個(gè)模塊時(shí)要按照先焊接小器件，再焊接大器件， 先焊接低器件，在焊接高器件的順序進(jìn)行。在電路板通電之前避免有散落板子上的金屬物導(dǎo)致短路，通電后禁止焊接和用手觸摸芯片。 第二次焊接完成后，接通電源對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)現(xiàn) LCD顯示屏背光明亮，字符卻無(wú)法顯示 ,調(diào)節(jié)電位器后得到顯示。 19 運(yùn)行結(jié)果 按下啟動(dòng)鍵步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)， 1602 顯示“ zheng 180,即開(kāi)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每秒 180176。，此后每按下加速或減速鍵一次，電機(jī)速度變化 10176。，按下正反鍵則1602 顯示反向運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果正常，符合設(shè)計(jì)要求。 第六章 開(kāi)發(fā)總結(jié)與體會(huì) 在老師耐心細(xì)致的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)近一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)與努力本次畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)順利完成。具體結(jié)論如下： 硬件設(shè)計(jì)主要是把單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊等各個(gè)硬件功能模塊及其它元件合理搭配并連接起來(lái)使其能夠?yàn)檐浖\(yùn)行提供一個(gè)硬件平臺(tái)。 軟件設(shè)計(jì)主要是通過(guò)編寫(xiě)程序代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。在系統(tǒng)上電復(fù)位后程序自動(dòng)運(yùn)行，通過(guò)接受外部的鍵盤(pán)操作修改系統(tǒng)參數(shù)值，控制步進(jìn)電機(jī)的啟停，以及轉(zhuǎn)速的增減和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變；定時(shí)器 T0 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)控制步進(jìn) 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；定時(shí)器 T1實(shí)現(xiàn) 鍵盤(pán)掃描 。 本次設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)時(shí)間較短，個(gè)人能力以及精力等因素的限制，加之設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，該系統(tǒng)還有許多不盡如人意的地方。該系統(tǒng)未能完全的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的所有功能。如：利用鍵盤(pán)輸入轉(zhuǎn)速值實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，動(dòng)態(tài)設(shè)置最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速等。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我詳細(xì)的學(xué)習(xí)了步進(jìn)電機(jī)的原理及其控制技術(shù)，首次嘗試開(kāi)發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，掌握了一些常用開(kāi)發(fā)技能，也遇到了不少的困難，有的在設(shè)計(jì)里已經(jīng)解決，有的還有待今后學(xué)習(xí)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程使我收獲很多，電路的設(shè)計(jì)、分析、焊接與調(diào)試及軟件編程控制為我 以后的學(xué)習(xí)與實(shí)踐打下了良好地基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)過(guò)程的熟悉及工程經(jīng)驗(yàn)的掌握能更好的幫助我在這方面的學(xué)習(xí)與工作。 20 致謝 在論文完成之際，我要特別感謝我的導(dǎo)師 李長(zhǎng)青 老師，由于我 理論與工程經(jīng)驗(yàn)不足 ，難免有許多考慮不周全的地方，但因?yàn)橛辛?李 老師的督促指導(dǎo)使得我的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 得以順利的接近尾聲了。 李 老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的高尚師德對(duì)我影響深遠(yuǎn)，也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今 后的學(xué)習(xí)和工作，使我終身受益。在此，謹(jǐn)向 李 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 并祝愿他身體健康，全家幸福！ 我還要感謝大學(xué)四年一起走過(guò)的同窗好友，他們熱情、真誠(chéng)而善良，與他們的相處讓我大學(xué)生活變得更加有意義。如今即將結(jié)束學(xué)習(xí)生涯走上工作崗位，和各位同學(xué)相別在天涯海角，各位同窗的真摯友誼將永遠(yuǎn)是我人生的一筆寶貴財(cái)富，我將永遠(yuǎn)珍惜這筆寶貴財(cái)富！衷心感謝在白忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)審的各位評(píng)委、老師們，感謝您們對(duì)這篇論文提出的寶貴意見(jiàn)。謝謝 ! 21 參考文 獻(xiàn) [1]何利民 .單片機(jī)高級(jí)教程 應(yīng)用與設(shè)計(jì)（第 2版） [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [2]吳金戌，沈慶陽(yáng)，郭庭吉 .8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M].人民郵電出版社， 2020. [3]李曉菲，胡泓，王煒，程云濤 .步進(jìn)電機(jī)加減速控制規(guī)律 [J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新， 2020 01(12):1518. [4]周明安，朱光忠，宋曉華，肖建軍 .步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀 [J].機(jī)電工程技術(shù) 2020 02（ 5）： 1921. [5]王曉明，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [6]王瓊 .單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程 [M].合肥工業(yè)大學(xué)出版社， 2020.
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