步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告-展示頁(yè)
2025-01-30 16:30本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)主程序框圖如圖10所示。如圖9晶振電路和復(fù)位電路鏈接圖。如圖7和圖8指示圖。如圖6按鍵鏈接電路圖。 ～，輸出信號(hào)經(jīng)ULN2003達(dá)林頓管進(jìn)行電流放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。 圖5 ULN2003的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（a） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) （b）等效電路引腳1～7作為輸入，引腳16～10作為輸出，8腳接地，9腳接+5V電源，如果1腳接高電平1，則16腳輸出低電平0。ULN2003采用DIP—16或SOP—16塑料封裝。ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可用于采用單片機(jī)控制的各類(lèi)小型電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。 圖4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖圖中除單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路外，還包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，另外使用了3個(gè)按鍵S1～S3與3個(gè)發(fā)光二極管D1～D3，用來(lái)控制與指示電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，還使用了四個(gè)發(fā)光二極管D4～D7，作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)的指示。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而精確地控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。本次設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件和硬件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速功能，并且步進(jìn)電機(jī)所處的狀態(tài)用相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示。單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖3所示： 圖3 步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)序波形圖 3 .硬件電路設(shè)計(jì) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是工業(yè)過(guò)程中一種能夠快速啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功能是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 圖2 四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)示意圖開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開(kāi)，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。 四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。EA/VPP：片內(nèi)片外程序儲(chǔ)存器選擇控制端。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。 T1計(jì)數(shù)器1 TXD串行通信輸出。其特殊功能引腳分配如下： RXD串行通信輸入。P3：外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作一般雙向I／O口用。僅供用戶(hù)作為輸入輸出用的端口。P1：P0：P0口(～)是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向輸入輸出端口，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)時(shí)，它是地址總線（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用。是單片機(jī)的電源提供端口。 AT80C51的主要性能 1．與STC89C52 單片機(jī)產(chǎn)品系列兼容； 2．片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃擦寫(xiě)存儲(chǔ)器； ； ：； ：可從0Hz至16MHz ；； *8位內(nèi)部RAM； ； ； ； ； 。 單片機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)采用AT80C51單片機(jī)，80C51單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且其功耗低、體積小、價(jià)格便宜、耗電低、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)。按上述順序切換，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。2．項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)原理如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)出脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子的各相繞組以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序通、斷電，使其作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 2
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