步進(jìn)電機(jī)加減速定位控制系統(tǒng)課程設(shè)計說明書-wenkub.com
2024-08-22 12:04 本頁面
【正文】 隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮這不可替代的作用。鍵盤作為一個外部中斷源 ,設(shè)置了步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加減速、停止等功能 ,采用中斷方法來調(diào)用中斷服務(wù)程序 ,完成對步 進(jìn)電機(jī)的最佳控制 ,顯示器及時顯示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)速度等狀態(tài)，并且用定時器控制定位過程，在定位過程中簡單設(shè)置了加減速過程的模擬階梯曲線，來控制加減速的整個過程。本文介紹了以 51 系列單片機(jī) AT89C51 為控制核心所設(shè)計的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)的硬件電路以及軟件的設(shè)計方面實現(xiàn)了對步進(jìn)電機(jī)的控制。 單擊仿真運行開始按鈕，我們能清楚地觀察到每一個引腳的電頻變化，紅色代表高電頻，藍(lán)色代表低電頻。 2 1 開始 初始化定義 關(guān)外部中斷 0 檢測 P1口 Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Tempflag==1 breakk 測P1口 Tempflag==2 Tempflag==3 Tempflag==4 Tempflag==5 Tempflag==6 breakP1 口 breakP1口 breakP1口 breakP1口 課程設(shè)計說明書 第 17頁 2 1 Y Y N Y N Y Y 4 4 4 N Y 3 4 breakP1口 定位過程各變量初始化 置定位初始值 Dingflag==0？ 實時顯示定位總轉(zhuǎn)數(shù)與定位過程中的轉(zhuǎn)速 啟動定時器 T0 Case 0 檢測 flag Tempflag==4 停止電機(jī)并顯示 Tempflag==1 啟動電機(jī)并顯示 breakP1口 breakP1口 Tempflag==2 電機(jī)加速并顯示 breakP1口 Tempflag==3 電機(jī)減速并顯示 breakP1口 課程設(shè)計說明書 第 18頁 3 N Y Y Y 4 N Y 圖 外部中斷 0 服務(wù)程序流程圖 定時器 T0 的中斷服務(wù)程序 當(dāng)檢測到鍵盤中是定位鍵按下時，為了實現(xiàn)定位過程中的離散模擬加減速控制，就設(shè)置用定時器 T0 來控制定位過程中步進(jìn)電機(jī)速度的變 化，即給單片機(jī)P2 口發(fā)送脈沖的頻率，通過設(shè)定變化過程中每個速度檔的運行時間來控制加減速過程中的加速度的變化， 具體過程是步進(jìn)電機(jī)從低速不失步地加速啟動，經(jīng)過 5 檔階梯加速過程 0r/s10r/s20r/s30r/s40r/s 50r/s 達(dá)到高速恒速運行 50r/s，并且在 LCD 液晶顯示屏幕上實時的顯示 Locate 900r Speed: 50 r/s 運行 10s 后在將達(dá)到目標(biāo)位置時，步進(jìn)電機(jī)減速運行，經(jīng)過 5 檔階梯減速50r/s40r/s30r/s20r/s 10r/s0r/s 最后準(zhǔn)確的停在目標(biāo)位 置上，而不會發(fā)生過沖Tempflag==5 Flag==1 Flag==2 電機(jī)反轉(zhuǎn)并顯示 電機(jī)正轉(zhuǎn)并顯示 breakP1口 Int0==0？ EX0=1 結(jié)束 課程設(shè)計說明書 第 19頁 現(xiàn)象。開定時器和外部中斷以及各個變量的初始化，最后循環(huán)的執(zhí)行電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程并等待外部中斷。 課程設(shè)計說明書 第 14頁 圖 加減速曲線 用定時器中斷方式來控制電動機(jī)變速時 ,實際上是不斷改變定時器裝載值的大小。為滿足加減速要求，步進(jìn)電動機(jī)運行通常按照加減速曲線進(jìn)行。 四相八拍控制字如下表 所示 。 TE1,IT1,IT0(~):外部中斷 INT1 和 INT0 請求及請求方式控制位。 TR1(): T1 運行控制位。 表 控制寄存器 TCON 的位定義 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 89H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TCON 各位的作用如下。當(dāng) AT89C51 系統(tǒng)復(fù)位時，連個寄存器所有位都被清零 [7]。輸出 OUT1OUT4 跟步進(jìn)電機(jī)的四角上的四個端口逆時針依次連接，步進(jìn)電機(jī)的中間兩個端口直接接高電平。它能將器件的電源端上瞬間的尖峰、毛刺對地短路掉。 作為外部中斷0 通過兩個反向非門與鍵盤電路相連接，提供鍵盤輸入的中斷信號。單片機(jī)的 、 、 、 、 、 引腳分別與輸入鍵盤的定位、啟動、加速、減速、停止、反轉(zhuǎn)端口相對應(yīng)。電容器 C1 和 C2 通常取 22pf 左右，可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)部的斯密特觸發(fā)器中的。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 HD44780的控制指令主要有：清除顯示（ Clear Di
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