基于單片機的步進電機控制器設計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-11-03 14:55本頁面
【導讀】控制器和驅(qū)動器為一體的步進電機控制系統(tǒng)。二維工作臺作為被控對象通過步進電機驅(qū)。文中討論了一種以最少參數(shù)確定一條圓弧軌跡的插補方。法和步進電機變頻調(diào)速的方法。步進電機控制系統(tǒng)的開發(fā)采用了軟硬件協(xié)同仿真的方。法，可以有效地減少系統(tǒng)開發(fā)的周期和成本。最后給出了步進電機控制系統(tǒng)的應用實例。步進電機在結構上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對旋轉(zhuǎn)。當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量。根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進電機各相繞組的電流輪。而不受負載變化的影響，同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差，精度高，正是由于步進電機具有突出的優(yōu)點，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。面的快速發(fā)展，使步進電機的控制發(fā)生了革命性變革。優(yōu)點明顯的步進電機被廣。因而，對于步進電機控制的研究也就顯得尤為重要了。步進電機與控制電路、功率放大驅(qū)動電路組成一體，構成步進電機。此種控制電路設計簡單，功能強大，可實現(xiàn)一般步進電機的細分任務。
【正文】 高低壓驅(qū)動的原理線路如圖 所示，初看起來，與雙電壓驅(qū)動電路似乎差別不大，但實際上工作過程截然不同。圖中 所示為每相的單元線路。主回路由高壓管 HT 、電動機繞組、低壓管 LT 串聯(lián)而成。 HU 加高壓， LU 加低電壓，電動機繞組回路不串電阻。在每相導通期間，低壓管輸入信號 LI 與高壓管輸入信號 HI 見圖 所示。當 LI 為高電平時，該相導通；當 LI 為低電平時，該相截止。高壓管的輸入信號 HI 是由 LI 信號的前沿信號獲得的， HI 前沿與 LI 同步。但脈沖寬度要比 LI 小得多，高低壓驅(qū)動可保證在很寬的頻段 內(nèi)都能保證相繞組有較大的平均電流，在截止時又能迅速釋放，因此能產(chǎn)生較大的且較穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩，因此驅(qū)動系統(tǒng)可得到較高的響應。 圖 雙電壓驅(qū)動的原理圖 14 圖 高低壓驅(qū)動的原理圖 IH IL t t 0 0 圖 高低壓管輸入信號 15 第 4 章 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 本系統(tǒng)的軟件設計主要分為系統(tǒng)初始化、 延時子程序 、 按鍵響應程序，數(shù)碼管顯示程序，讀 ADC0804 子程序 及控制脈沖輸出幾部分，事實上每一部分都是緊密相關的，每個功能模塊對于整體設計都是非常重要，單片機 AT89S51 通過軟件編程才能使系統(tǒng)真正的運行起來，軟件設計的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運行質(zhì)量。 程序流程 圖的設計遵循自頂向下的原則，即從主體遂逐步細分到每一個模塊的流程。在流程圖中把設計者的控制過程梳理清楚。 具體程序的講解將在本章各節(jié)做詳細講解。 系統(tǒng)軟件主流程圖 當給系統(tǒng)供電以后，通過單片機復位電路對系統(tǒng)進行上電復位系統(tǒng)經(jīng)過初始化以后，便開始執(zhí)行按鍵查詢等待相應的操作，當有按鍵按下的時候程序便調(diào)用并執(zhí)行相應的子程序，其具體的主流程圖 如下所示： 圖 主程序圖 開始 系統(tǒng)初始化 Y N 按鍵判斷 相應按鍵子程序 相應顯示子程序 結束 16 系統(tǒng)初始化流程圖 對相應的系統(tǒng)參數(shù)進行初始化，包括系統(tǒng)上電默認運 行參數(shù)設定，包括兩相四拍的工作方式，初始速度檔位是 30 轉(zhuǎn) /分，系統(tǒng)中斷設定，定時器設定，載入定時器初值和默認的工作參數(shù)等 ，具體流程圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)初始化流程圖 開始 定時器中斷允許 定時器 0工作方式 2 載入定時器初值 定時器 0 和定時器 1 開啟 載入默認工作參數(shù) 各個窗口初始化 17 第 5 章 總 結 經(jīng)過為期一學期的學習和努力，本次設計順利完成，具體結論如下： 采用單片機作為控制核心，利用其強大的功能，把鍵盤電路和 數(shù)碼管 顯示電路 ，電機驅(qū)動電路，電機電流檢測電路 有機 的結合起來，組成一個操作方便，交互性強的簡單 系統(tǒng)。 通過系統(tǒng)的設 計實現(xiàn)了預期的設計目標，完成了全部的設計任務，具體功能如下：完成了整個系統(tǒng)的硬件設計和軟件編程，能通過鍵盤電路控制步進電機的轉(zhuǎn)速控制，能實現(xiàn)啟動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速最低 25轉(zhuǎn) /分，最高轉(zhuǎn)速 180 轉(zhuǎn) /分；通過編程實現(xiàn)了通過單片機能輸出兩相四拍和兩相八拍的脈沖控制序列。驅(qū)動電路能提供 12V， 的驅(qū)動信號；整個電機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動方向，檢測到的電機電流的大小等都能通過數(shù)碼管顯示出來；整個的成果形式是最終以步進電機控制電路板的形式展示出來了。 在本設計中作為電機正常工作比較重要的電機驅(qū)動模塊 ，本設計中是采用驅(qū)動芯片 L298 及其外圍電路來實現(xiàn)的，其特點是成本低，可靠性高，出現(xiàn)問題容易維護，實現(xiàn)相對容易等特點。 在電機工作模式上，本設計實現(xiàn)了電機的兩相四拍和兩相八拍兩種脈沖控制方式。 18 參考文獻 [1]王迎旭 .《 單片機原理及及應用 》 .北京：機械工業(yè)出版社 [2]張迎新 .《 單片微型計算機原理 》 、 《 及接口技術 》 .北京：國防工業(yè)出版社 [3]周向紅 .《 51 系列單片機應用與實踐教程 》 .北京：北京航天航空大學出版社 [4]郭天祥 .《 新概念 51 單片機 C 語言教程 》 .北京：電子工業(yè)出版社 [5]張家生 .《 電機原理與拖動基礎 》 [M].北京：北京郵電大學出版社， 2020. [6]馬淑華，王鳳文，張美金 .《 單片機原理與接口技術 》 [M].北京：北京郵電大學出版社， 2020. [7]顧德英，張健，馬淑華 .《 計算機控制技術 》 [M]. 北京：北京郵電大學出版社， 2020. [8]華成英，童詩白 . 《 模擬電子技術基礎 》 [M]. 北京：高等教育出版社， 2020 [9]張靖武，周靈彬 .《 單片機系統(tǒng)的 PROTEUS 設計與仿真 》 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020
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