at89c51單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)-在線(xiàn)瀏覽
2024-08-17 11:40本頁(yè)面
【正文】 ULN2803復(fù)位電路～ 數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速和狀態(tài)鍵盤(pán)控制 電路～ P AT89C51 圖2總體設(shè)計(jì)方框圖 設(shè)計(jì)原理分析:步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式(HB)，步進(jìn)電機(jī)又稱(chēng)為脈沖電機(jī)，是工業(yè)過(guò)程控制和儀表中一種能夠快速啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的執(zhí)行元件，其功用是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線(xiàn)位移，由于開(kāi)環(huán)下就能實(shí)現(xiàn)精確定位的特點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度由輸入的電脈沖數(shù)確定，所以，也有人稱(chēng)步進(jìn)電機(jī)為數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器。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)轉(zhuǎn)動(dòng)。②步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)相數(shù)：產(chǎn)生不同隊(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線(xiàn)圈對(duì)數(shù)，常用m表示。步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。四相運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=，八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=。靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)作業(yè)下，電機(jī)不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。雖然靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與電磁激磁匝數(shù)成正比，與定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)。 ③四相步進(jìn)電機(jī)的脈沖分配規(guī)律目前，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制主要有分散器件組成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形脈沖分配器、專(zhuān)用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等。四相步進(jìn)電機(jī)的工作方式為四相單四拍，雙四拍和四相八拍工作的方式。本設(shè)計(jì)的電機(jī)工作方式為四相單四拍，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作的時(shí)序和波形圖，總結(jié)出其工作方式為四相單四拍時(shí)的脈沖分配規(guī)律，四相雙四拍的脈沖分配規(guī)律，在每一種工作方式中，脈沖的頻率越高，其轉(zhuǎn)速就越快，但脈沖頻率高到一定程度，步進(jìn)電機(jī)跟不上頻率的變化后電機(jī)會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，所以脈沖頻率一定要控制在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍內(nèi)。系統(tǒng)的輸出線(xiàn)與步進(jìn)電機(jī)的繞組數(shù)有關(guān)。~，由于P1口驅(qū)動(dòng)能力不夠，因而用一片2803增加驅(qū)動(dòng)能力。數(shù)碼管采用共陽(yáng)的。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。 （1）控制電路根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制輸入部分設(shè)置了啟動(dòng)控制，換向控制，加速控制和減速控制按鈕，分別是KKSS3，控制電路如圖4所示。當(dāng)KK2的狀態(tài)變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的電機(jī)的啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)控制。對(duì)于單片機(jī)而言，主要的方法有：軟件延時(shí)和定時(shí)中斷在此電路中電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制主要是通過(guò)定時(shí)器的中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該電路控制電機(jī)加速度主要是通過(guò)SS3的斷開(kāi)和閉合，從而控制外部中斷根據(jù)按鍵次數(shù)，改變速度值存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)為定時(shí)器的中斷次數(shù)），這樣就改變了步進(jìn)電機(jī)的輸出脈沖頻率，從而改變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。~~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。在顯示電中，主要是利用了單片機(jī)的P0口和P2口。第一個(gè)數(shù)碼管接的a、b、c、d、e、f、g、~，用于顯示電機(jī)正反轉(zhuǎn)狀態(tài)，正轉(zhuǎn)時(shí)顯示“1”，反轉(zhuǎn)時(shí)顯示“一”，不轉(zhuǎn)時(shí)顯示“0”。電路如圖6所示。圖7 Proteus仿真圖 繪制原理圖和PCB圖是注意庫(kù)中沒(méi)有的原件要自己會(huì)出，注意電氣特性。圖 8 Protel電子線(xiàn)路原理圖圖9 PCB圖表三 元件名稱(chēng)、大小和封裝形式.元件名稱(chēng) 大小 封裝形式R11KR610KR410KR510KR310KX112MHZXTAL1C122C222pFC322pFR2100R7100R8100A2AMBERCADIP12A1AMBERCADIP12U1AT89C51DIP40U3MOTOR STEPPERTO3S2SWPBDIPS3SWPBDIP4S5SW SPDTSDPTU2ULN2803DIP18 軟件設(shè)計(jì) （1）系統(tǒng)初始狀態(tài)的設(shè)置內(nèi)容較多，該系統(tǒng)中，需要初始化定時(shí)器、外部中斷；對(duì)P口送初值以決定脈沖分配方式，速度值存儲(chǔ)區(qū)送初值決定步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)速度，對(duì)方向值存儲(chǔ)區(qū)送初值決定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向等內(nèi)容。開(kāi)始 初始化 顯示N啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為0? Y 停止計(jì)時(shí)器N速度值為0？ Y 停止計(jì)時(shí)器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 延時(shí)圖10主程序流程圖 （2）定時(shí)中斷設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)主要是給電機(jī)各繞組按一定的時(shí)間間隔連續(xù)不斷地按規(guī)律通入電流，步進(jìn)電機(jī)才會(huì)旋轉(zhuǎn)，時(shí)間間隔越短，速度就快。程序流程圖如圖11所示。速度增加按鈕S2為INT0中斷，其程序流程為原數(shù)據(jù)，當(dāng)值等于7時(shí)，不改變?cè)瓟?shù)值返回，小于7時(shí)，數(shù)據(jù)加1后返回；速度減少按鈕S3，當(dāng)原數(shù)據(jù)不為0，減1保存數(shù)據(jù)，原數(shù)據(jù)為0則保持不變。 外部中斷入口 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)
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