步進(jìn)電機(jī)控制

步進(jìn)電機(jī)掌握李博文09211056122名目步進(jìn)電機(jī)掌握〔基于單片機(jī)〕 1\l“_TOC_250012“試驗(yàn)?zāi)康?3\l“_TOC_250011“設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 3\l“_TOC_250010“工作原理及設(shè)計(jì)思路 3\l“_TOC_250009“硬件設(shè)計(jì) 4\l“_TOC_250008“最小系統(tǒng)局部電路： 4\l“_TOC_250007“掌握電路: 5\l“_TOC_250006“驅(qū)動(dòng)電路: 6\l“_TOC_250005“顯示電路: 7\l“_TOC_250004“軟件設(shè)計(jì)： 8\l“_TOC_250003“C匯編程序： 11\l“_TOC_250002“關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析： 15\l“_TOC_250001“元器件價(jià)格清單： 16\l“_TOC_250000“試驗(yàn)總結(jié)： 16試驗(yàn)?zāi)康牧私獠竭M(jìn)電機(jī)掌握的根本原理。把握掌握步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的編程方法。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求利用單片機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)掌握步進(jìn)電機(jī)的23個(gè)掌握開(kāi)關(guān)掌握步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，K2掌握步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。K0-K1中任一開(kāi)關(guān)為“1”時(shí)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)。K2為“1”電機(jī)正轉(zhuǎn)，為“0”電機(jī)反轉(zhuǎn)。工作原理及設(shè)計(jì)思路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移〔或線位移〕的機(jī)電元件。當(dāng)步〔即步進(jìn)角。驅(qū)動(dòng)電路由脈沖信號(hào)來(lái)掌握，單片機(jī)按挨次給繞組施加有序的脈沖電流，就可以掌握轉(zhuǎn)動(dòng)的方向則與脈沖的挨次有關(guān)。本試驗(yàn)承受的是28BYJ48型四相八拍電機(jī)，電壓為直流5V，當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連相繞阻的通電狀態(tài)轉(zhuǎn)變一次，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)肯定的角度〔一個(gè)步距角。當(dāng)通電狀態(tài)的見(jiàn)的通電方式有單〔A-B-C-D-A),雙四相〔AB-BC-CD-DA-AB),八拍〔A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)5Vp1.3p1.2p1.1p1.0口硬件的電路原圖：344BDBD10BC1234BB5J2BAVCC74LS0475452硬件設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的掌握的硬件電路包括最小系統(tǒng)、掌握電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路四大局部。最小系統(tǒng)局部電路：最小系統(tǒng)只要是為了使單片機(jī)正常工作，其主要包括單片機(jī)芯片，晶振和復(fù)位電路，開(kāi)關(guān)輸入電路，缺一不行。最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C3的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般承受10~30uF，最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振Y1也可以承受6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的狀況下可以承受更高頻率的晶振，單片C1、C215~33pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好。最小系統(tǒng)電路：掌握電路:依據(jù)系統(tǒng)的掌握要求，掌握輸入局部設(shè)置了啟動(dòng)掌握，換向掌握，加速掌握和減速控K1、K2、Sw1、Sw24K1、K2狀態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)K1、K2P1.0P1.1的狀態(tài)來(lái)調(diào)用相應(yīng)的啟動(dòng)和換向程序，覺(jué)察系統(tǒng)的電機(jī)的啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)掌握。依據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理可以知道，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的掌握主要是通過(guò)掌握通入電機(jī)的脈沖頻率，從而掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)速。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)速掌握主要是通過(guò)定時(shí)器的中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的通過(guò)Sw1、Sw2的斷開(kāi)和閉合，從而掌握外部中斷依據(jù)按鍵次數(shù)，轉(zhuǎn)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)，這樣就轉(zhuǎn)變了步進(jìn)電機(jī)的輸出脈沖頻率，從而轉(zhuǎn)變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。5驅(qū)動(dòng)電路:ULN2023P1.0~P1.3輸U(kuò)LN20231B~4B1C~4CA、B、C、D相。6顯示電路:在該步進(jìn)電機(jī)的掌握器中，電機(jī)可以正反轉(zhuǎn)，可以加速、減速，其中電機(jī)轉(zhuǎn)速的等級(jí)P0口和P2陽(yáng)數(shù)碼管作顯示。第一個(gè)數(shù)碼管接的a、b、c、d、e、f、g、hP0.0~P0.710a、b、c、d、e、f、g、h分別接P2.0~P2.7即從1~70”表示轉(zhuǎn)速為零。電路如以下圖所示?？傠娐穲D如下：7軟件設(shè)計(jì)：通過(guò)分析可以看出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能可以承受多種方法，由于隨時(shí)有可能輸入加速、加4個(gè)局部的工作才能滿足01為了完成轉(zhuǎn)變速度這一功能。下面分析主程序與定時(shí)器中斷程序及外部中斷程序。主程序設(shè)計(jì)主程序中要完成的工作主要有系統(tǒng)初始值的設(shè)置對(duì)P1口送初值以打算脈沖安排方式，速度值存儲(chǔ)區(qū)送初值打算步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)速度，對(duì)方向值存儲(chǔ)區(qū)送初值打算步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向等內(nèi)容。主程序流程圖如以下圖所示。810開(kāi)始開(kāi)始初始化顯示NY停頓計(jì)時(shí)器NY停頓計(jì)時(shí)器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器延時(shí)主程序流程圖主程序流程圖定時(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)各繞組按肯定的時(shí)間間隔連續(xù)不斷地按規(guī)律通入電流，10T0T0中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)N中斷次數(shù)-1=0？Y讀方向指示發(fā)速度脈沖重送相關(guān)狀態(tài)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回定時(shí)中斷程序流程圖〔該數(shù)據(jù)為定時(shí)器的中斷次數(shù)，這樣就轉(zhuǎn)變了步進(jìn)電機(jī)的輸出脈沖頻率，也就是轉(zhuǎn)變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。速度S2INT0中斷，其程序流程為原數(shù)據(jù)，當(dāng)值等于7時(shí)，不轉(zhuǎn)變?cè)瓟?shù)值返回，小于7時(shí)，數(shù)據(jù)加1后返回；速度削減按鈕S3，當(dāng)原數(shù)據(jù)不為01保存數(shù)據(jù)，原數(shù)據(jù)為0則保持不變。程序流程圖如以下圖所示。外部中斷入口外部中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)延時(shí)速度=上限值？YNN速度值±1按鈕是否彈起？NY恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回外部中斷程序流程圖C匯編程序：#include<reg51.h>#defineuintunsignedintsbitk1=P3^4//啟動(dòng)開(kāi)關(guān)sbitk2=P3^5//換向開(kāi)關(guān)sbits2=P3^2//加速按鈕sbits3=P3^3//減速按鈕0中斷效勞函數(shù)聲明1中斷效勞函數(shù)聲明定時(shí)函數(shù)聲明uintspeed,count,r1,i,t,k;main{k=0;t=0;r1=0x11 ;count=1;T01，定時(shí)器T0中斷CPU中斷0中斷1中斷初始值TL0=0x2c;for(;;){if(k1==0)//推斷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，假設(shè)沒(méi)有啟動(dòng){P0=0xff;P2=0xff;TR0=0;//停頓定時(shí)}else//假設(shè)啟動(dòng){0/〔即為‘-〕1B,C〔1〕if(speed==0){P2=0xc0;00，且定時(shí)器停頓工作}0則啟動(dòng)定時(shí)器}}}0函數(shù)〔加速〕{7時(shí)speed=speed+1;1{for(i=0;i<10;i++);}}{0時(shí)speed=speed-1;1{for(i=0;i<10;i++);}}voidzd_t0ist(voidinterrupt1//啟動(dòng)定時(shí)函數(shù){TL0=0xf0;switch(speed)//推斷速度的大小{低位數(shù)碼管顯示速度的大小case1:P2=0xf9;count=60;break;case2:P2=0xa4;count=40;break;4:P2=0x99;count=30;break;5:P2=0x92;count=28;break;6:P2=0x82;count=25;break;case7:P2=0xf8;count=21;break;default:break;}if(t==0)if(t>0)t=t-1;0則逆向旋轉(zhuǎn){if(t==0){switch(k){case0:P1=0x01;break;case1:P1=0x02;break;case2:P1=0x04;break;case3:P1=0x08;break;default:break;}k=k+1;k=0;}}//1則正向旋轉(zhuǎn){if(t==0){switch(k){case0:P1=0x08;break;case1:P1=0x04;break;case2:P1=0x02;break;case3:P1=0x01;break;default:break;}k=k+1;k=0;}}}關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析：方始終轉(zhuǎn)變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。元器件價(jià)格清單：個(gè)數(shù)元件大小價(jià)格4電阻1k0.42電阻10k0.22電容33pF0.21電容22uF0.21STC89C5151ULN2023A25開(kāi)關(guān)SW-