基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料
2024-11-20 14:55本頁(yè)面
【正文】 頓陳列 ,由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成 ?？芍苯域?qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。 本設(shè)計(jì)選用達(dá)林頓陳列 ULN2020 來(lái)驅(qū)動(dòng) 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī)。 通過(guò)使用不同的放大電路和不同參數(shù)的器件，可以達(dá)到不同的放大的要求，放大后能夠得到較大的功率。用 ANG_Zheng和 ANG_Fu 代表正負(fù)速度級(jí)取值為 018，則相應(yīng)定時(shí)器定時(shí)應(yīng)設(shè)定 為35000/ANG_Zheng 和 35000/ANG_Fu 微秒。每秒的速度級(jí)設(shè)為 18 以此類(lèi)推 10176。每秒時(shí)定時(shí)器定時(shí)為 35000/17。每秒 ，步進(jìn)分割比為 360/，算出定時(shí)器初始定時(shí)為 35000/18 約 1944us。 由 運(yùn)轉(zhuǎn)速度 =脈沖頻率 60/步進(jìn)電機(jī)分割數(shù) /減速比 64 來(lái)計(jì)算設(shè)定定時(shí)器賦值。 //正時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)相序表 由 360176。 //逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)相序表 電機(jī)型號(hào) 電壓 相數(shù) 相電阻 Ω177。由于電機(jī)的八拍轉(zhuǎn)動(dòng)精度是四拍的一倍，設(shè)計(jì)中電機(jī)為八拍工作方式，下圖 列出其主要 參數(shù)。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（一個(gè)步距角）。 步進(jìn)電機(jī) 28BYJ48 型四相電機(jī)，電壓為 5V。 設(shè)計(jì)使用 51單片機(jī)顧選用 12MHZ 的晶振頻率便于計(jì)算，同時(shí) 對(duì)于 32KHZ 以上的晶振，當(dāng) VDD 大于 時(shí)，大約 C1=C2=30PF。 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 晶振選定 STC89C52RC 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。容充電到 倍電源電壓及 時(shí)間為 。 電容充電時(shí)間約 t=R2*C42T 即可滿足復(fù)位要求。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的是它的第二功能。還可以用作地址總線。與 8051 不同之處是， 和 還可以分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入和輸出。作為地址 /數(shù)據(jù)總線使用是一個(gè)真正地雙向口。 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 通用 I/O 口 （ 32 個(gè)） 復(fù)位后為： ， P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻 ，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工 作頻率可達(dá) 48MHz。 主要特性如下： 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任 意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 本設(shè)計(jì)選用 STC89C52 實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的編程控制。 陶瓷電容的容量一般對(duì)應(yīng)為芯片頻率的倒數(shù)，由于單片機(jī)晶振為 12MHZ，故陶瓷電容大小應(yīng)為 1/12uF，故采用 陶瓷電容。 電解電容可以濾除低頻干擾，陶瓷電容用來(lái)濾出高頻干擾。 如 下 圖 單 片 機(jī)電 源 模 塊鍵 盤(pán) 電 路顯 示 模 塊驅(qū) 動(dòng) 模 塊 圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 電源模塊 由于單片機(jī)工作電壓為 35V,選用電腦 USB 口 電源作為整個(gè)電路的供電電源， USB 接口共有 4 根線路如圖 圖 USB 接口電路 其中 4 線為電源的 VCC 和 GND， 3 為數(shù)據(jù)傳輸線，顧直接引出 4 作為電源的 VCC 和 GND 使用。為我們更好的走向社會(huì)、適應(yīng)社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中體會(huì)失敗的痛苦和成功后的喜悅。 論文研究?jī)?nèi)容及意義 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)行加速、減速、正反轉(zhuǎn)控制。這樣一來(lái)，若要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)新的控制要求，只需改變軟件設(shè)定，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。 用微型單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)己經(jīng)成為了一種必然的趨勢(shì)，也符合數(shù)字化的時(shí)代發(fā)展要求。如此循環(huán)地對(duì)兩相線圈進(jìn)行單相然后雙相激磁步進(jìn)電機(jī)將以每個(gè)脈沖半步方式轉(zhuǎn)動(dòng)。依次類(lèi)推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著 A、 B、 C、 D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)開(kāi)關(guān) SC 接通電源， SB、 SA、 SD 斷開(kāi)時(shí)，由于 C 相繞組的磁力線和 4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)， 4號(hào)齒和 C相繞組的磁極對(duì)齊。圖 是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖 。因而，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制的研究也就顯得尤為重要了。 近年來(lái)由于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)生變革。 正是由于步進(jìn)電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，所以成了機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。 步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用 步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的控制驅(qū)動(dòng)元件 , 具有快速起動(dòng)和停止的特點(diǎn)?！?15176。、 18176。、 176。、90176。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類(lèi)便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類(lèi)的 2 生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)；步進(jìn)電機(jī)；控制；顯示 Abstract ： With the rapid development of science and technology, social requirements of products is getting higher and higher. Increased demand for a variety of sophisticated devices, which allows us to manufacture products that require higher machine. The stepper motor has just run a smooth, low noise, fast response, long life, high output torque and control the characteristics of motor in the national product will play an increasingly important role. This article describes a singlechip microputer to control the use of STC89C52RC stepper motor examples of the system. The system can be related through the keyboard input data, stepper motor based on these data to carry out the corresponding action. Stepper motor is able to set up ways of working with interactive features. Display circuit to display realtime rate operation of stepper motor rotation, with the characteristics of realtime. This paper also introduced the singlechip AT89S51, Stepper Motor Driver IC ULN2020 chip such as the use of methods and the use of the occasion. The article also mentioned that the hardware ponent, the program flow chart, procedures and notes. Keywords： singlechip microputer ； stepper motor； control； show 目錄
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