基于單片機(jī)的三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-03 19:22本頁面
【正文】 地讀取按鍵狀態(tài)，本次設(shè)計(jì)中我們采用并聯(lián)電容消抖法，利用電容的放電延時(shí)來實(shí)現(xiàn)。 按鍵選擇工作狀態(tài)模塊首先我們來考慮所有機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵在狀態(tài)輸出時(shí)的共性問題就是按鍵抖動(dòng)問題，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性振動(dòng)，按鍵在按下時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通而在彈起時(shí)也不能一下子完全地?cái)嚅_，因而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會(huì)出現(xiàn)一連串的抖動(dòng)，這稱為按鍵的抖動(dòng)干擾。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與晶振一起的兩個(gè)電容設(shè)為 15PF。硬件圖如圖 4 所示。武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書64 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總原理圖圖 3 系統(tǒng)總原理圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求用 PROTEUS 所做的硬件連線圖如圖 3。而動(dòng)態(tài)顯示方式將各數(shù)碼管的對應(yīng)字段的引腳都并聯(lián)在一起，線路簡單，減少接口，不需片外擴(kuò)展。控制方式分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。其中步數(shù)顯示模塊中 LED 構(gòu)成數(shù)碼管，要求顯示 4 位十進(jìn)制數(shù)，故用到 4 位數(shù)碼管。其他方式情況類似。若步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式為三相六拍 ,即 AABBBCCCA。在步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí) ,為了防止因慣性而使電機(jī)軸產(chǎn)生順滑 ,則需采用合適的鎖定波形 ,產(chǎn)生鎖定磁力矩 ,鎖定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 ,使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。圖 2 步進(jìn)電機(jī)工作原理圖 步進(jìn)電機(jī)的啟?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)由于其電氣特性,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有步進(jìn)感 ,即振動(dòng)感。如圖 2 所示，UVW1 接電源，分別有三個(gè)開關(guān)控制，UVW2 分別接地。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號進(jìn)行工作。整體框圖如圖 1。由此可知所需要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，可以通過不同按鍵來選擇步進(jìn)電機(jī)的工作方式，且有武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書3LED 發(fā)光二極管來顯示電機(jī)對應(yīng)的工作狀態(tài)，除此之外還能在數(shù)碼管上顯示出步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)。四是 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)的模塊。三是步進(jìn)電機(jī)的工作模塊。在設(shè)計(jì)要求中步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)是紅燈亮，反轉(zhuǎn)是黃燈亮，停止不轉(zhuǎn)是綠燈亮。在設(shè)計(jì)開關(guān)部分時(shí)，還考慮到機(jī)械抖動(dòng)的影響，采取硬件方式—并聯(lián)電容來去抖。我們將開關(guān)連入單片機(jī)的 P1 口，通過按鍵開關(guān)的高低電平狀態(tài)來讀入我們所需的控制信號。2 方案論證 設(shè)計(jì)思路與方案本次設(shè)計(jì)是一個(gè)對于三相步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，而單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、使用靈活的特點(diǎn)，此系統(tǒng)選用 51 單片機(jī)即可。 關(guān)鍵字：三相步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)、PROTEUS 仿真武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書2三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)一個(gè)三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有如下功能：用 K0K2 做為通電方式選擇鍵，K0 為三相單三拍，K1 為三相雙三拍，K2 為三相六拍；K3 為啟動(dòng)/ 停止控制、K4 方向控制；用 4 位 LED 數(shù)碼管顯示工作步數(shù)。 電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)思路清晰，同時(shí)利用 KEIL 和 Proteus 進(jìn)行聯(lián)調(diào)仿真，結(jié)果比較直觀。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用 4位 7 段數(shù)碼管來輸出步數(shù)。本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī) 80C51，3 相步進(jìn)電機(jī)，7 段數(shù)碼管，及一些其他相關(guān)元件設(shè)計(jì)而成，分為按鍵選擇工作狀態(tài)模塊、步進(jìn)電機(jī)工作模塊、LED 二極管顯示工作狀態(tài)模塊以及 4 位數(shù)碼管顯示步數(shù)模塊。步進(jìn)電機(jī)通過輸入脈沖信號進(jìn)行控制，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖總數(shù)決定，因此，單片機(jī)通過向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送控制信號就能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初始條件： 設(shè)計(jì)一個(gè)三相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有如下功能：用 K0K2 做為通電方式選擇鍵，K0 為三相單三拍，K1 為三相雙三拍，K2 為三相六拍；K3 為啟動(dòng)/停止控制、K4 方向控制；用 4 位 LED 數(shù)碼管顯示工作步數(shù)。用3 個(gè)發(fā)光二極管顯示狀態(tài)：正轉(zhuǎn)時(shí)紅燈亮，反轉(zhuǎn)時(shí)黃燈亮，不轉(zhuǎn)時(shí)綠燈亮；要求完成的主要任務(wù): 1． 硬件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總原理圖及各部分詳細(xì)原理圖2． 軟件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總體流程圖、步進(jìn)電機(jī)單三拍，雙三拍，三相六拍各模塊流程圖、顯示模塊流程圖等3． 編寫程序：能夠完成上述任務(wù)4． 完成符合要求的設(shè)計(jì)說明書時(shí)間安排：2022 年 6 月 25 日~2022 年 7 月 3 日指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘要 ........................................................................21 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .............................................................32 方案論證 ...................................................................3 設(shè)計(jì)思路與方案 ........................................................3 總體設(shè)計(jì)框圖 ...........................................................43 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理說明 .........................................................5 步進(jìn)電機(jī)控制工
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