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单片机在步进电机控制系统中的应用.docx

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  • 卖家[上传人]:冷***
  • 文档编号:170035759
  • 上传时间:2021-02-28
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    • 单片机在步进电机控制系统中的应用 张加文(潍坊市工程技师学院,山东诸城262200)摘摘要:步进电机是一种将脉冲信号转换为相应角位移的执行元件,在工业控制领域应用广泛本文以AT89S52单片机、驱动芯片ULN2003和35BY48L0步进电机为基础设计了步进电机控制系统,该系统能通过PC机串口通讯实现远距离控制,同时通过本地键盘实现就地控制关键词:单片机步进电机串口通讯就地控制单片机产生的数字信号的电流太小,不足以驱动电机动作,因此必须采用功放器件才能驱动电机【1】相关器件也有很多,本文采用ULN2003驱动芯片控制步进电机的动作步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行器件通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制调速的目的采用VB监控软件,通过PC串口实现单片机的远地控制,为使控制人员操作方便,本控制系统设计了控制键盘,实现就地控制功能1.步进电机控制原理二相混合式步进电机的结构如图1所示该电机由2组中心抽头的电感线圈构成,2个电感线圈的固定端子分别为A,C和B,D2组电感线圈的中心抽头端COM相互连接,作为正电源的馈电端口该电机的电源为+12 V。

      步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁,其中全步励磁又有1 相励磁及2 相励磁之分,而半步励磁又称1-2 相励磁因2相励磁具有转矩大,振动小等优点,目前普遍采用,本系统采用2相励磁方式若以2 相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如表1所示若励磁信号反向传送,则步进电动机反转图1 内部接线方式Fig.1Connection Type2.单片机控制电路ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成,是一个7路反向器电路,即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平,当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平图2电路结构4个LED能显示步进电机的工作状态:正转、反转、转速、停止、故障等3.单片机控制程序采用精确延时函数输出数字脉冲,通过改变延时时间,即可控制步进电机转速单片机晶振频率12MHz通过反汇编程序可知,总延时时间为i*(j*(kT+2T)+2T)+3T,其中T为单指令时间,当i=j=k=1时,精确延时为9T,最短;当i=j=k=256时,精确延时为16908803T,最长 并口P5~P7采用取表法,正序查表,步进电机正转,反序查表,电机反转程序:unsigned char code table={0x0C,0x06,0x03,0x09 };本地控制,采用按键来控制步进电机的状态,即“正转”、“反转”、“加速”、“减速”和“停止”。

      为避免在升速和降速过程中,出现“失步”和“超程”现象,同时兼顾过渡时间和平稳性的要求,采用指数型频率曲线【2】在当前速度的基础上,通过逐步改变延时时间,过渡到期望速度值1)(2)代表第个步进脉冲的周期宽度;是最高工作频率;时间常数,有经验确定编程时顺序读取值,用作延时函数的参数4.串口通讯程序上位机主要负责发送控制命令,以及数据的接收、处理、计算、数据的显示等功能4.1 初始化程序该程序主要用于对数据缓冲区以及串口部分的初始化,如串口的选择、波特率、串口的数据格式等4.2 VB通信程序采用二进制传输方式,发送和接受可变长度的数据帧数据帧格式【3】如下:起始标志标志帧长度数据校验和发送程序:接收单片机送来的数据是个自动过程,在VB窗体里面加了Timer控件结论本系统具有很好的通用性,对于不同步进电机,可以通过修改相应的控制电路及通讯程序实现,提高了系统配置的灵活性参考文献:【1】贾方,张志胜.AT89C205l单片机在步进电机控制中的应用.机械设计与制造工程.2002,(6):62-63.【2】高亮.5051单片机对步进电机控制及步进电机升降速曲线设计 测控技术,2002,(11):64-67【3】周江伟.段奇法.利用VB6.0实现PC机与单片机通讯.武汉理工大学学报.2001,25(4):509-511.。

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