基于at89c51單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制-在線瀏覽
2024-08-07 17:22本頁(yè)面
【正文】 自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。由于其精度高、體積小、控制方便靈活，因此在智能儀表和位置控制中得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 控制1 設(shè)計(jì)要求（1） 最小系統(tǒng)：選擇AT89C51單片機(jī)為核心元件構(gòu)成系統(tǒng)。（2） 控制電路：C語(yǔ)言編程控制。（3） 驅(qū)動(dòng)部分：對(duì)單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng).（4） 主要功能：實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，加速，停轉(zhuǎn)。另一類是用硬件構(gòu)成的環(huán)形分配器，通常稱硬環(huán)形分配器。從結(jié)構(gòu)上看，步進(jìn)電機(jī)分為三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍3種，其基本原理如下：（1）換相順序的控制通電換相這一過(guò)程稱為脈沖分配。三相雙三拍的通電順序?yàn)锳B→BC→CA→AB，三相六拍的通電順序?yàn)锳→AB→B→BC→C→CA→A。若步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式為三相六拍，即A→AB→B→BC→C→CA→A。其他方式情況類似。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。（4）步進(jìn)電機(jī)的起停控制步進(jìn)電機(jī)由于其電氣特性，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有步進(jìn)感。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)轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。所有步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，必須有加速過(guò)程，在停止時(shí)波形有減速過(guò)程。選定的曲線比較符合步進(jìn)電機(jī)升降過(guò)程的運(yùn)行規(guī)律，能充分利用步進(jìn)電機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，快速響應(yīng)性好，縮短了升降速的時(shí)間，并可防止失步和過(guò)沖現(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)能響應(yīng)不失步的最高步進(jìn)頻率稱為“啟動(dòng)頻率”，于此類似“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號(hào)突然關(guān)斷，步進(jìn)電機(jī)不沖過(guò)目標(biāo)位置的最高步進(jìn)頻率。加速過(guò)程有突然施加的脈沖啟動(dòng)頻率f0。 框圖設(shè)計(jì) 根據(jù)C51芯片的工作方式設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 2 所示。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機(jī)正常工作。顯示電路主要是為了顯示電機(jī)的工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)速。 電路原理 基于AT89C51單片機(jī)進(jìn)電機(jī)速度控制原理如圖3所示。一圈360度，需要 48個(gè)脈沖完成。~~4B口，經(jīng)信號(hào)放大后從1C~4C口分別輸出到電機(jī)的A、B、C、D相。圖5總體電路圖4 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖程序分主程序和中斷程序，采用C語(yǔ)言編程，計(jì)時(shí)采用延時(shí)程序。在此程序中，當(dāng)轉(zhuǎn)速參數(shù)speedlevel為2時(shí)，可以算出，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500RPM，而當(dāng)轉(zhuǎn)速參數(shù)speedlevel 1時(shí)，轉(zhuǎn)速為3000RPM。 否否停轉(zhuǎn)記錄當(dāng)前步進(jìn)，等待再次輸入改變轉(zhuǎn)速是反轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)≠1是是改變轉(zhuǎn)向改變轉(zhuǎn)速初始化延時(shí)去抖動(dòng)開(kāi)始 程序清單程序清單見(jiàn)附錄。(2) ULN2003的驅(qū)動(dòng)直接用單片機(jī)系統(tǒng)的5V電壓，可能力矩不夠大，加大驅(qū)動(dòng)電壓到12V。參考文獻(xiàn)[1] 周向紅. 51系列單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐教程[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2008.[2] 馬淑華，王鳳文，[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007.[3] 張靖武，[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[4] 楊居義，楊堯，王益斌，楊曉琴. 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M]. .[5] .[DB/OL].,2013. 設(shè)計(jì)心得體會(huì)設(shè)計(jì)通過(guò)分析步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理，查閱步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的相關(guān)科技文獻(xiàn)，遵循實(shí)用、簡(jiǎn)單、可靠和低成本的原則，設(shè)計(jì)了一種既可用于精度要求不高，但控制需完備的場(chǎng)合。而且整個(gè)系統(tǒng)所包含的技術(shù)幾乎包括了現(xiàn)本科學(xué)?？刂茖I(yè)所要求的知識(shí)，有利于實(shí)踐教學(xué)取得最大效果。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到了大量的理論知識(shí)，我們通過(guò)查資料、上網(wǎng)搜索來(lái)獲取。本人深知該課程還不夠好，由于軟件和硬件的各方面原因，系統(tǒng)的應(yīng)用討論不夠，精度還有待于進(jìn)一步提
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