機(jī)電一體化技術(shù) 模塊三 伺服傳動(dòng)控制

1、 模塊目標(biāo)模塊目標(biāo) 1掌握簡(jiǎn)單步進(jìn)電機(jī)、交流及直流伺服電機(jī)的工作原理分析；掌握簡(jiǎn)單步進(jìn)電機(jī)、交流及直流伺服電機(jī)的工作原理分析； 2掌握掌握MCS-51單片機(jī)的工作原理和編程方法；單片機(jī)的工作原理和編程方法； 3熟悉簡(jiǎn)單伺服傳動(dòng)控制的應(yīng)用方法；熟悉簡(jiǎn)單伺服傳動(dòng)控制的應(yīng)用方法； 4了解伺服傳動(dòng)的前沿知識(shí)和新的應(yīng)用領(lǐng)域。了解伺服傳動(dòng)的前沿知識(shí)和新的應(yīng)用領(lǐng)域。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：1.掌握步進(jìn)電機(jī)工作原理及應(yīng)用方法；掌握步進(jìn)電機(jī)工作原理及應(yīng)用方法； 2.交流及直流伺服電機(jī)工作原理及應(yīng)用場(chǎng)合。交流及直流伺服電機(jī)工作原理及應(yīng)用場(chǎng)合。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：1. 步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)控制的具體操作；步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)控制的具體操作； 2.

2、 交流及直流伺服電機(jī)傳動(dòng)控制的具體操作。交流及直流伺服電機(jī)傳動(dòng)控制的具體操作。 模塊模塊3 伺服傳動(dòng)控制伺服傳動(dòng)控制 通過三項(xiàng)與伺服傳動(dòng)控制相關(guān)的任務(wù)的實(shí)施，達(dá)到熟悉單片機(jī)通過三項(xiàng)與伺服傳動(dòng)控制相關(guān)的任務(wù)的實(shí)施，達(dá)到熟悉單片機(jī)C語(yǔ)言的編語(yǔ)言的編 程規(guī)則、掌握基本指令的應(yīng)用，進(jìn)一步掌握單片機(jī)常見的接口技術(shù)，熟練運(yùn)用程規(guī)則、掌握基本指令的應(yīng)用，進(jìn)一步掌握單片機(jī)常見的接口技術(shù)，熟練運(yùn)用 編程軟件編程軟件keil進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試；了解電機(jī)控制技術(shù)的基本控制原理，了解基于單進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試；了解電機(jī)控制技術(shù)的基本控制原理，了解基于單 片機(jī)伺服控制的意義并掌握單片機(jī)伺服電機(jī)控制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。片機(jī)伺服控制的意義并掌握

3、單片機(jī)伺服電機(jī)控制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 模塊導(dǎo)學(xué)模塊導(dǎo)學(xué) 3.1.1 項(xiàng)目思考（思）項(xiàng)目思考（思） 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種 自動(dòng)化設(shè)備中，與普通電機(jī)不同的是，步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角自動(dòng)化設(shè)備中，與普通電機(jī)不同的是，步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角 位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能方便地實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、定位控制。特別是不需位置傳位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能方便地實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、定位控制。特別是不需位置傳 感器或速度傳感器就可以在開環(huán)控制下精確定位或同步運(yùn)行。感器或速度傳感器就可以在開環(huán)控制下精確定位或同步

4、運(yùn)行。 本項(xiàng)目通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)了解、認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步掌握對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制方法，本項(xiàng)目通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)了解、認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步掌握對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制方法， 以及它的應(yīng)用領(lǐng)域和未來(lái)的一些發(fā)展趨勢(shì)等。以及它的應(yīng)用領(lǐng)域和未來(lái)的一些發(fā)展趨勢(shì)等。 問題思考：?jiǎn)栴}思考： 從三個(gè)方面去思考：從三個(gè)方面去思考： 1、步進(jìn)電機(jī)在傳動(dòng)方式上與傳統(tǒng)的電機(jī)有什么區(qū)別？、步進(jìn)電機(jī)在傳動(dòng)方式上與傳統(tǒng)的電機(jī)有什么區(qū)別？ 2、步進(jìn)電機(jī)在位置精度上如何來(lái)調(diào)整？、步進(jìn)電機(jī)在位置精度上如何來(lái)調(diào)整？ 3、基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如何來(lái)設(shè)計(jì)？、基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如何來(lái)設(shè)計(jì)？ 任務(wù)任務(wù)3-1 步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng) 項(xiàng)目思考 步進(jìn)電機(jī)在傳

5、動(dòng)方式上與傳統(tǒng) 電機(jī)的區(qū)別？ 步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電機(jī)在位置精度上如何來(lái)調(diào)整？ 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如何 來(lái)設(shè)計(jì)？ 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理 MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 建立步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相序 系統(tǒng)原理圖的繪制 知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò) 步進(jìn)電機(jī)在供送包裝膜的應(yīng)用 單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)性 項(xiàng)目知識(shí) 項(xiàng)目實(shí)踐 步進(jìn)電機(jī)在橫封中的應(yīng)用 步進(jìn)電機(jī)在物料計(jì)量方面的應(yīng)用 知識(shí)拓展 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1: 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移的機(jī)電執(zhí)行元件。每當(dāng)一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移的機(jī)電執(zhí)行元件。每當(dāng)一 個(gè)脈沖信號(hào)施加于

6、電機(jī)的控制繞組時(shí)，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度（步距個(gè)脈沖信號(hào)施加于電機(jī)的控制繞組時(shí)，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度（步距 角），如順序連續(xù)地發(fā)出脈沖，電機(jī)軸將會(huì)一步接一步地運(yùn)轉(zhuǎn)。通過控制輸入角），如順序連續(xù)地發(fā)出脈沖，電機(jī)軸將會(huì)一步接一步地運(yùn)轉(zhuǎn)。通過控制輸入 脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)決定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所旋轉(zhuǎn)過的角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)決定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所旋轉(zhuǎn)過的角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的， 而輸入脈沖的頻率決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。而輸入脈沖的頻率決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類很多，按工作原理分，有反應(yīng)式、永磁式、混合式三種。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類很多，按工作原理分，有反應(yīng)式、永磁

7、式、混合式三種。 按輸出轉(zhuǎn)矩大小分，有快速步機(jī)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)。按勵(lì)磁相數(shù)分有二、三、按輸出轉(zhuǎn)矩大小分，有快速步機(jī)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)。按勵(lì)磁相數(shù)分有二、三、 四、五、六、八相等。四、五、六、八相等。 3.1.2 項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)）項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)） 如圖如圖3-1，與普通電動(dòng)機(jī)相，與普通電動(dòng)機(jī)相 似，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也分為定子和轉(zhuǎn)似，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)也分為定子和轉(zhuǎn) 子兩大部分，定子由定子鐵心、子兩大部分，定子由定子鐵心、 繞組、絕緣材料等組成。繞組、絕緣材料等組成。 1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 圖圖3-1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理其步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理其 實(shí)就是電磁鐵的工作

8、原理。如圖實(shí)就是電磁鐵的工作原理。如圖 3-2所示，如給某單相繞組通電所示，如給某單相繞組通電 時(shí)，初始使轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一時(shí)，初始使轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一 個(gè)角度。由于勵(lì)磁磁通總會(huì)選擇個(gè)角度。由于勵(lì)磁磁通總會(huì)選擇 磁阻最小的路徑通過，因此對(duì)轉(zhuǎn)磁阻最小的路徑通過，因此對(duì)轉(zhuǎn) 子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對(duì)齊位動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對(duì)齊位 置時(shí)，又因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無(wú)置時(shí)，又因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無(wú) 切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖 定在這個(gè)位置上。定在這個(gè)位置上。 2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理 圖圖3-2 步進(jìn)電動(dòng)

9、機(jī)工作原理圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理圖 1）單三拍工作方式：指對(duì)每相繞組單獨(dú)輪流通電，三次換相（三拍）完成）單三拍工作方式：指對(duì)每相繞組單獨(dú)輪流通電，三次換相（三拍）完成 一次通電循環(huán)。通電順序?yàn)橐淮瓮娧h(huán)。通電順序?yàn)閁-V-W-U時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。通電順序?yàn)闀r(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。通電順序?yàn)閁-W-V- U時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，如圖時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，如圖3-3所示。所示。 圖圖3-3 步時(shí)電動(dòng)機(jī)單三拍通電方式步時(shí)電動(dòng)機(jī)單三拍通電方式 2）三相雙拍工作方式：按）三相雙拍工作方式：按UV-VW-WU-UV(正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn))或或UW-WV-VU-UW （反轉(zhuǎn)）相序循環(huán)通電，如圖（反轉(zhuǎn)）相序循環(huán)通電，如圖3-4所示。所示。 3

10、）三相單雙六拍工作方式：按）三相單雙六拍工作方式：按U-UV-V-VW-W-WU-U或或U-UW-W-WV- V-VU-U相序循環(huán)通電。同樣，通電順序改變時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向改變，而電流換相序循環(huán)通電。同樣，通電順序改變時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向改變，而電流換 接次數(shù)多了一倍，步子走得更細(xì)了。接次數(shù)多了一倍，步子走得更細(xì)了。 圖圖3-4 步時(shí)電動(dòng)機(jī)三相雙拍工作方式步時(shí)電動(dòng)機(jī)三相雙拍工作方式 1脈沖序列的生成脈沖序列的生成 脈沖周期的實(shí)現(xiàn)：脈沖周期脈沖周期的實(shí)現(xiàn)：脈沖周期= 通電時(shí)間通電時(shí)間+斷電時(shí)間。通電時(shí)，單斷電時(shí)間。通電時(shí)，單 片機(jī)輸出高電平使開關(guān)閉合；斷片機(jī)輸出高電平使開關(guān)閉合；斷 電時(shí)，單片機(jī)輸出低電平使開

11、關(guān)電時(shí)，單片機(jī)輸出低電平使開關(guān) 斷開。對(duì)斷開。對(duì)TTL電平為電平為0-5V，對(duì)，對(duì) CMOS電平一般為電平一般為0-10V。常用。常用 的接口電路多為的接口電路多為0-5V。脈沖序列。脈沖序列 如圖如圖3-5所示。所示。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2: 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的控制原理單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的控制原理 圖圖3-5 脈沖序列圖解脈沖序列圖解 旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序有關(guān)，步進(jìn)電機(jī)方向信號(hào)指定各相導(dǎo)通旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序有關(guān)，步進(jìn)電機(jī)方向信號(hào)指定各相導(dǎo)通 的先后次序，用以改變步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。本任務(wù)中采用四相（四相雙四拍）的先后次序，用以改變步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。本任務(wù)中采用四相（四相雙四拍）

12、步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，P1口輸出控制脈沖對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等狀態(tài)的控制。由于口輸出控制脈沖對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等狀態(tài)的控制。由于 采用采用74LS06反向緩沖反向緩沖OC門驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所以當(dāng)門驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所以當(dāng)P1X=0時(shí)對(duì)應(yīng)繞組導(dǎo)通；時(shí)對(duì)應(yīng)繞組導(dǎo)通；P1X=1 時(shí)對(duì)應(yīng)的繞組斷開。四相步進(jìn)電機(jī)的雙四拍工作方式，其各相通電順序?yàn)椋簳r(shí)對(duì)應(yīng)的繞組斷開。四相步進(jìn)電機(jī)的雙四拍工作方式，其各相通電順序?yàn)椋?ABBCCDDA，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A、B、C、 D相的通斷。相的通斷。 2.方向控制方向控制 周期決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一

13、個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一周期決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一 步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越 快。如要求步進(jìn)電機(jī)快。如要求步進(jìn)電機(jī)2秒鐘轉(zhuǎn)秒鐘轉(zhuǎn)10圈，則每一步需要的時(shí)間圈，則每一步需要的時(shí)間T為為 T=每圈時(shí)間每圈時(shí)間/每圈的步數(shù)每圈的步數(shù) =（2000ms/10）（）（N*Zr） =200ms20 =10ms；只要在輸出一個(gè)脈沖后延時(shí)；只要在輸出一個(gè)脈沖后延時(shí) 10ms，即可滿足速度之要求。，即可滿足速度之要求。 3轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)速控制 1MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介

14、系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)采用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器單片機(jī)采用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器 （含程序存儲(chǔ)器（含程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM）、輸入、輸出接口電路）、輸入、輸出接口電路(I/O接口接口)集集 成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)即小巧又很完善的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在單片機(jī)程成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)即小巧又很完善的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在單片機(jī)程 序的控制下能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。序的控制下能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。 然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)（一種將微處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、輸入然

15、而單片機(jī)又不同于單板機(jī)（一種將微處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、輸入 輸出接口芯片安裝在同一塊印制電路板上的微型計(jì)算機(jī)），單片機(jī)芯片在沒有輸出接口芯片安裝在同一塊印制電路板上的微型計(jì)算機(jī)），單片機(jī)芯片在沒有 開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果對(duì)它進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果對(duì)它進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)， 它便是一個(gè)小型的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但它與單板機(jī)或個(gè)人電腦它便是一個(gè)小型的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但它與單板機(jī)或個(gè)人電腦(PC機(jī)機(jī))有著有著 本質(zhì)的區(qū)別。本質(zhì)的區(qū)別。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3 MCS-51單片機(jī)的引腳和內(nèi)部組成如圖單片機(jī)的引腳和內(nèi)部組成如圖3-6所示。通常采

16、用所示。通常采用DIP或或PLLD封封 裝。裝。 2MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部組成單片機(jī)的內(nèi)部組成 圖圖3-6 MCS-51系列單片機(jī)引腳及內(nèi)部組成系列單片機(jī)引腳及內(nèi)部組成 其內(nèi)核是其內(nèi)核是8051CPU，CPU的內(nèi)部集成有運(yùn)算器和控制器，運(yùn)算器完成運(yùn)的內(nèi)部集成有運(yùn)算器和控制器，運(yùn)算器完成運(yùn) 算操作（包括數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等），控制器完成取指令、對(duì)指令譯碼以及算操作（包括數(shù)據(jù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等），控制器完成取指令、對(duì)指令譯碼以及 執(zhí)行指令。執(zhí)行指令。MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)資源有：?jiǎn)纹瑱C(jī)的片內(nèi)資源有： 1）中央處理器：）中央處理器： 中央處理器中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是是整個(gè)單

17、片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，位數(shù)據(jù)寬度的處理器， 能處理能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào) 的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)： 8051內(nèi)部有內(nèi)部有128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）和）和21個(gè)專用寄存器單元，它們個(gè)專用寄存器單元，它們 是統(tǒng)一編址的，專用寄存器有專門的用途，通常用于存放控制指令數(shù)據(jù)，不能是統(tǒng)一編址的，專用寄存器有專門的用途，通常用于存放控制指令數(shù)據(jù)，不能 用作用戶數(shù)據(jù)的存放

18、，用戶能使用的用作用戶數(shù)據(jù)的存放，用戶能使用的RAM只有只有128個(gè)字節(jié)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，個(gè)字節(jié)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)， 運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 3）程序存儲(chǔ)器）程序存儲(chǔ)器(ROM)： 8051共有共有4K字節(jié)程序存儲(chǔ)器（字節(jié)程序存儲(chǔ)器（ROM），用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)表格。），用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)表格。 4）定時(shí)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(ROM)： 8051有兩個(gè)有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)/計(jì)計(jì) 數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，可用中斷方式控制程序轉(zhuǎn)向。數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，可用中斷方式控制程序

19、轉(zhuǎn)向。 5）并行輸入輸出）并行輸入輸出(I/O)口：口： 8051共有共有4個(gè)個(gè)8位的并行位的并行I/O口口(P0、P1、P2、P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳 輸。輸。 6）全雙工串行口：）全雙工串行口： 8051內(nèi)置一個(gè)全雙工異步串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳內(nèi)置一個(gè)全雙工異步串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳 送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 7）中斷系統(tǒng)：）中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有五個(gè)中斷源（兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)具備較完善的中斷功能，有五個(gè)中斷源

20、（兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)計(jì) 數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷），可基本滿足不同的控制要求，并具有數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷），可基本滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先 級(jí)別選擇。級(jí)別選擇。 8）時(shí)鐘電路：）時(shí)鐘電路： 8051內(nèi)置最高頻率達(dá)內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的時(shí)的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的時(shí) 序脈沖，但需外接晶體振蕩器和振蕩電容。序脈沖，但需外接晶體振蕩器和振蕩電容。 以下以小型立式包裝機(jī)為例，詳細(xì)分析其工作原理及其步進(jìn)電機(jī)的傳動(dòng)以下以小型立式包裝機(jī)為例，詳細(xì)分析其工作原理及其步進(jìn)電機(jī)的傳動(dòng) 控制。小型立式包裝機(jī)工作原理很簡(jiǎn)單，把包裝材料先在包裝機(jī)

21、上安裝好，安控制。小型立式包裝機(jī)工作原理很簡(jiǎn)單，把包裝材料先在包裝機(jī)上安裝好，安 裝好后，開機(jī)，第一步，由拉袋電機(jī)把包裝紙往下拉，然后供紙部分根據(jù)供紙裝好后，開機(jī)，第一步，由拉袋電機(jī)把包裝紙往下拉，然后供紙部分根據(jù)供紙 傳感器的信號(hào)供紙，包裝紙經(jīng)過成型器部分成型，然后再由加熱封合部分把包傳感器的信號(hào)供紙，包裝紙經(jīng)過成型器部分成型，然后再由加熱封合部分把包 裝袋底部封合，下一步就是下料，物料進(jìn)入包裝機(jī)，然后再封合，最后切斷，裝袋底部封合，下一步就是下料，物料進(jìn)入包裝機(jī)，然后再封合，最后切斷， 一個(gè)完整的包裝袋就出來(lái)了。一個(gè)完整的包裝袋就出來(lái)了。 3.1.3 項(xiàng)目制作（做）項(xiàng)目制作（做） 本任務(wù)采

22、用的是本任務(wù)采用的是28BYJ48型四相電機(jī)型四相電機(jī) 作為系統(tǒng)的執(zhí)行器，電壓為直流作為系統(tǒng)的執(zhí)行器，電壓為直流5V，當(dāng)，當(dāng) 對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈 沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。 本任務(wù)采用四相雙四拍工作方式。接本任務(wù)采用四相雙四拍工作方式。接 線圖如圖線圖如圖3-7所示。所示。 紅線接電源紅線接電源5V，橙線，橙線p1.3口，黃線口，黃線 接接p1.2口，粉線接口，粉線接p1.1口，藍(lán)線接口，藍(lán)線接p1.0口口 項(xiàng)項(xiàng) 目目 要要 求求 圖圖3-7 步進(jìn)電機(jī)接線圖步進(jìn)電機(jī)接線圖 1建立步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相序建立步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相序

23、 項(xiàng)項(xiàng) 目目 實(shí)實(shí) 施施 表表3-1 四相雙四拍相序控制表四相雙四拍相序控制表 2. 系統(tǒng)原理圖的繪制系統(tǒng)原理圖的繪制 圖圖3-8 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖 3單片機(jī)單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 根據(jù)控制電路的要求，設(shè)計(jì)根據(jù)控制電路的要求，設(shè)計(jì)C語(yǔ)言控制程序，并在語(yǔ)言控制程序，并在Keil 3.0軟件中進(jìn)行軟件中進(jìn)行 仿真。仿真。 項(xiàng)項(xiàng) 目目 評(píng)評(píng) 價(jià)價(jià) 項(xiàng)目目標(biāo)分值評(píng)分得分 編寫相序控制表 能正確分析控制要求， 控制脈沖時(shí)序 20不完整，每處扣2分 繪制原理圖 按照控制要求，繪制 系統(tǒng)原理圖， 要求完整、美 觀 10不規(guī)范，每處扣2分 在Proteus中搭建仿真系統(tǒng) 按照原理圖，

24、搭建仿 真系統(tǒng)。 線路安全簡(jiǎn)潔，符合 工藝要求 30不規(guī)范，每處扣5分 程序設(shè)計(jì) 與調(diào)試 （1）程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔 易讀，符合任 務(wù)要求 （2）在保證人身和 設(shè)備安全的前 提下，通電調(diào) 試一次成功 40 第一次調(diào)試不成功扣5分；第 二次調(diào)試不成功扣10分 總分100 表表3-2 項(xiàng)目評(píng)價(jià)表項(xiàng)目評(píng)價(jià)表 1. 步進(jìn)電機(jī)在供送包裝膜中的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)在供送包裝膜中的應(yīng)用 1）用于間歇式包裝機(jī)）用于間歇式包裝機(jī) 2）用于連續(xù)式包裝機(jī)）用于連續(xù)式包裝機(jī) 2. 步進(jìn)電機(jī)在橫封中的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)在橫封中的應(yīng)用 3. 步進(jìn)電機(jī)在物料計(jì)量方面的應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)在物料計(jì)量方面的應(yīng)用 1）粉狀物料的計(jì)量）粉狀物料的計(jì)量 2）粘稠

25、體物料的計(jì)量）粘稠體物料的計(jì)量 3.1.4 知識(shí)拓展（拓）知識(shí)拓展（拓） 3.2.1 項(xiàng)目思考（思）項(xiàng)目思考（思） 直流伺服電機(jī)具有良好的寬調(diào)速性能。輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，伺服直流伺服電機(jī)具有良好的寬調(diào)速性能。輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，伺服 系統(tǒng)也由開環(huán)控制發(fā)展為閉環(huán)控制，因而在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了更加廣泛的系統(tǒng)也由開環(huán)控制發(fā)展為閉環(huán)控制，因而在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了更加廣泛的 運(yùn)用。而傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)采用的是機(jī)械式換向器，在應(yīng)用過程中面臨很多問題，運(yùn)用。而傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)采用的是機(jī)械式換向器，在應(yīng)用過程中面臨很多問題， 如電刷和換向器易磨損，維護(hù)工作量大，成本高；換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，如電刷和換

26、向器易磨損，維護(hù)工作量大，成本高；換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花， 使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及應(yīng)用環(huán)境受到限制；直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對(duì)其他使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及應(yīng)用環(huán)境受到限制；直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對(duì)其他 設(shè)備易產(chǎn)生干擾。設(shè)備易產(chǎn)生干擾。 這些問題的存在，限制了直流伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求伺服驅(qū)動(dòng)場(chǎng)這些問題的存在，限制了直流伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求伺服驅(qū)動(dòng)場(chǎng) 合的應(yīng)用。合的應(yīng)用。 問題思考：?jiǎn)栴}思考： 從三個(gè)方面去思考：從三個(gè)方面去思考： 1、直流伺服電機(jī)的應(yīng)用改變了以往工業(yè)控制的模式，由開環(huán)控制發(fā)展為、直流伺服電機(jī)的應(yīng)用改變了以往工業(yè)控制的模式，由開環(huán)控制發(fā)展為 閉環(huán)控制，這兩種控制有什么特

27、點(diǎn)？閉環(huán)控制，這兩種控制有什么特點(diǎn)？ 2、直流伺服電機(jī)在控制上有哪些特點(diǎn)？、直流伺服電機(jī)在控制上有哪些特點(diǎn)？ 3、直流伺服電機(jī)一般應(yīng)用在哪些場(chǎng)合，有什么局限性？、直流伺服電機(jī)一般應(yīng)用在哪些場(chǎng)合，有什么局限性？ 任務(wù)任務(wù)3-2 直流伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制直流伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制 項(xiàng)目思考 開環(huán)與閉環(huán)控制特點(diǎn)？ 直流伺服控制 直流伺服電機(jī)控制特點(diǎn)？ 直流伺服電機(jī)應(yīng)用局限？ 直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 PWM簡(jiǎn)介及調(diào)速原理 伺服系統(tǒng) 火花機(jī)原理及過程分析 建立伺服控制系統(tǒng) 項(xiàng)目知識(shí) 項(xiàng)目實(shí)踐 知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò) 控制流程的制定 直流伺服系統(tǒng)的歷史發(fā)展 知識(shí)拓展 火花機(jī)控制系統(tǒng)模型 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1: 直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)

28、及直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)及 工作原理工作原理 直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括三大直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括三大 部分：部分： （1）定子。定子磁極磁場(chǎng)由定子的磁極）定子。定子磁極磁場(chǎng)由定子的磁極 產(chǎn)生。根據(jù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式，直流伺服產(chǎn)生。根據(jù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式，直流伺服 電動(dòng)機(jī)可分為永磁式和他激式。電動(dòng)機(jī)可分為永磁式和他激式。 （2）轉(zhuǎn)子。又稱為電樞，由硅鋼片疊壓）轉(zhuǎn)子。又稱為電樞，由硅鋼片疊壓 而成，表面嵌有線圈，通以直流電時(shí)，而成，表面嵌有線圈，通以直流電時(shí)， 在定子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的在定子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的 電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩。 （3）電刷與換向片。為使所產(chǎn)生的電磁）電刷與換向片。為

29、使所產(chǎn)生的電磁 轉(zhuǎn)矩保持恒定方向，轉(zhuǎn)子能沿固定方向轉(zhuǎn)矩保持恒定方向，轉(zhuǎn)子能沿固定方向 均勻的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電刷與外加直流電源均勻的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電刷與外加直流電源 相接，換向片與電樞導(dǎo)體相接。相接，換向片與電樞導(dǎo)體相接。 3.2.2 項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)）項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)） 圖圖3-9 直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu) 直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是完全相同，直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是完全相同， 他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上的載流導(dǎo)體（即電樞繞組），在定子磁場(chǎng)中受到電磁轉(zhuǎn)矩他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上的載流導(dǎo)體（即電樞繞組），在定子磁場(chǎng)中受到電磁轉(zhuǎn)矩 M的作用，使電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由直流電

30、機(jī)的基本原理分析得到：的作用，使電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由直流電機(jī)的基本原理分析得到： 由式中可知，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方法：由式中可知，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方法： （1）改變電樞電壓）改變電樞電壓 。調(diào)速范圍較大，直流伺服電機(jī)常用此方法調(diào)速；。調(diào)速范圍較大，直流伺服電機(jī)常用此方法調(diào)速； （2）變磁通量）變磁通量（即改變（即改變 的值）。改變激磁回路的電阻的值）。改變激磁回路的電阻 以改變以改變 激磁電流激磁電流 ，可以達(dá)到改變磁通量的目的；，可以達(dá)到改變磁通量的目的； （3）在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻。）在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻。 e aa K RIU n )( (3-3) U e K f R f I

31、（1）簡(jiǎn)介：）簡(jiǎn)介：PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對(duì)一系控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對(duì)一系 列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，獲得所需要波形。列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，獲得所需要波形。PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被 控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，讓信號(hào)保持在數(shù)字形式可將控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，讓信號(hào)保持在數(shù)字形式可將 噪聲影響降到最小。噪聲影響降到最小。 （2）PWM控制基本原理控制基本原理 理論基礎(chǔ)：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效理論基礎(chǔ)：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效

32、果基本相同。果基本相同。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 :PWM簡(jiǎn)介及調(diào)速原理簡(jiǎn)介及調(diào)速原理 圖圖3-10 沖量相等而形狀不同的窄脈沖沖量相等而形狀不同的窄脈沖 圖圖3-11 簡(jiǎn)單的電路及輸出波形簡(jiǎn)單的電路及輸出波形 電路輸入：電路輸入：u(t)u(t)，窄脈沖，窄脈沖， 如圖如圖3-10a3-10a、b b、c c、d d所示所示 電路輸出：電路輸出：i(t)i(t)，圖，圖3-113-11（b b） 面積等效原理：面積等效原理： 分別將如圖分別將如圖3-10所示的電壓窄脈沖加在一階慣性環(huán)節(jié)（所示的電壓窄脈沖加在一階慣性環(huán)節(jié)（R-L電路）上，如電路）上，如 圖圖3-11（a）所示。其輸出電流）所示。其輸出

33、電流i(t)對(duì)不同窄脈沖時(shí)的響應(yīng)波形如圖對(duì)不同窄脈沖時(shí)的響應(yīng)波形如圖3-11（b） 所示。所示。 調(diào)速原理：調(diào)速原理： 占空比表示了在一個(gè)周期占空比表示了在一個(gè)周期T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。其變化里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。其變化 范圍為范圍為0-1。在電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值。在電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值U取決于占空取決于占空 比的大小。比的大小。 伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng),在伺服控制系統(tǒng)中在伺服控制系統(tǒng)中,單片機(jī)除了要控單片機(jī)除了要控 制系統(tǒng)的功率主回路（制系統(tǒng)的功率主回路（PWM功放回路）外，同時(shí)還

34、要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)。功放回路）外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)。 在位置伺服控制系統(tǒng)中，目前有兩種反饋方式，開環(huán)與閉環(huán)。閉環(huán)中一在位置伺服控制系統(tǒng)中，目前有兩種反饋方式，開環(huán)與閉環(huán)。閉環(huán)中一 類是將執(zhí)行電機(jī)的角位移信號(hào)反饋回系統(tǒng)的輸入端，這樣的系統(tǒng)稱之為半閉環(huán)類是將執(zhí)行電機(jī)的角位移信號(hào)反饋回系統(tǒng)的輸入端，這樣的系統(tǒng)稱之為半閉環(huán) 系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是易調(diào)整，缺點(diǎn)是反饋信號(hào)不是系統(tǒng)的輸出信號(hào)，控制精度不如系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是易調(diào)整，缺點(diǎn)是反饋信號(hào)不是系統(tǒng)的輸出信號(hào)，控制精度不如 全閉環(huán)高。另一種方式即全閉環(huán)的反饋方式，全閉環(huán)方式是將系統(tǒng)的輸出反饋全閉環(huán)高。另一種方式即全閉環(huán)的反饋方式，全閉環(huán)方式是將系統(tǒng)的輸出

35、反饋 回系統(tǒng)的輸入，其控制精度高，但考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙等因素，系統(tǒng)不易調(diào)整?；叵到y(tǒng)的輸入，其控制精度高，但考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙等因素，系統(tǒng)不易調(diào)整。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3: 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng) 1. 單傳感器系統(tǒng)單傳感器系統(tǒng) 圖圖3-12 單傳感器系統(tǒng)框圖單傳感器系統(tǒng)框圖 單傳感器系統(tǒng)是采用一個(gè)傳感器負(fù)責(zé)采集位置信號(hào)。速度信號(hào)可由位置單傳感器系統(tǒng)是采用一個(gè)傳感器負(fù)責(zé)采集位置信號(hào)。速度信號(hào)可由位置 信號(hào)近似求得。由位置信號(hào)求取速度的原理是利用位置的一階導(dǎo)數(shù)。信號(hào)近似求得。由位置信號(hào)求取速度的原理是利用位置的一階導(dǎo)數(shù)。 t t ）（ （3-5） 其中，其中， 在采樣周期內(nèi)角位移的增量在采樣周期內(nèi)角位移的增量

36、; t ; t 采樣周期。采樣周期。 2. 雙傳感器系統(tǒng)雙傳感器系統(tǒng) 圖圖3-13 雙傳感器系統(tǒng)框圖雙傳感器系統(tǒng)框圖 如圖如圖3-133-13所示所示, ,在采用雙傳感器控制系統(tǒng)中，位置信號(hào)和速度信號(hào)是分別在采用雙傳感器控制系統(tǒng)中，位置信號(hào)和速度信號(hào)是分別 由不同的傳感器檢測(cè)反饋。位置傳感器通常采用光碼盤，光碼盤與電動(dòng)機(jī)軸由不同的傳感器檢測(cè)反饋。位置傳感器通常采用光碼盤，光碼盤與電動(dòng)機(jī)軸 同軸連接，將電機(jī)輸出的角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成一定比例關(guān)系的脈沖信號(hào)。同軸連接，將電機(jī)輸出的角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成一定比例關(guān)系的脈沖信號(hào)。 可逆計(jì)數(shù)器對(duì)光碼盤輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)在采樣時(shí)刻讀入數(shù)值，經(jīng)可逆

37、計(jì)數(shù)器對(duì)光碼盤輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)在采樣時(shí)刻讀入數(shù)值，經(jīng) 控制算法運(yùn)算后，輸出數(shù)字結(jié)果，經(jīng)控制算法運(yùn)算后，輸出數(shù)字結(jié)果，經(jīng)D/AD/A轉(zhuǎn)換，輸出模擬量的電壓信號(hào)。轉(zhuǎn)換，輸出模擬量的電壓信號(hào)。 項(xiàng)項(xiàng) 目目 要要 求求 直流伺服電機(jī)的模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由直流伺服電機(jī)的模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由2個(gè)閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電個(gè)閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電 流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了2個(gè)調(diào)節(jié)器，分個(gè)調(diào)節(jié)器，分 別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。2個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)，這就個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套

38、一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)，這就 是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得 到廣泛地應(yīng)用。直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在火花機(jī)，機(jī)器手，精確的機(jī)器等，同時(shí)到廣泛地應(yīng)用。直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在火花機(jī)，機(jī)器手，精確的機(jī)器等，同時(shí) 可加配減速箱，令機(jī)器設(shè)備帶來(lái)可靠的準(zhǔn)確性及高扭力?？杉优錅p速箱，令機(jī)器設(shè)備帶來(lái)可靠的準(zhǔn)確性及高扭力。 3.2.3 項(xiàng)目實(shí)踐（做）項(xiàng)目實(shí)踐（做） 下面以火花機(jī)為例，詳細(xì)說明直流下面以火花機(jī)為例，詳細(xì)說明直流 伺服電機(jī)的傳動(dòng)控制。伺服電機(jī)的傳動(dòng)控制。 本任務(wù)主要有以下要求：本任務(wù)主要有以下要求： 1熟悉火

39、花機(jī)的工作原理；熟悉火花機(jī)的工作原理； 2掌握火花機(jī)整個(gè)伺服系統(tǒng)的構(gòu)建；掌握火花機(jī)整個(gè)伺服系統(tǒng)的構(gòu)建； 3掌握直流伺服系統(tǒng)的軟件控制流程。掌握直流伺服系統(tǒng)的軟件控制流程。 圖圖3-14 joemars火花機(jī)火花機(jī) 1 火花機(jī)原理及其工作過程分析火花機(jī)原理及其工作過程分析 火花機(jī)（簡(jiǎn)稱火花機(jī)（簡(jiǎn)稱EDM，全稱，全稱Electrical Discharge Machining）是利用浸）是利用浸 在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法， 又稱放電加工或電蝕加工?；鸹庸ぶ饕糜诩庸ぞ哂袕?fù)雜形狀的型孔

40、和型腔又稱放電加工或電蝕加工?；鸹庸ぶ饕糜诩庸ぞ哂袕?fù)雜形狀的型孔和型腔 的模具和零件；加工各種硬、脆材料；加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等的模具和零件；加工各種硬、脆材料；加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等 工具。工具。 在進(jìn)行電火花加工時(shí)，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入在進(jìn)行電火花加工時(shí)，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入 工作液中，或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)（直流伺服系統(tǒng)）工作液中，或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)（直流伺服系統(tǒng)） 控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的

41、間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加 的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。 項(xiàng)項(xiàng) 目目 實(shí)實(shí) 施施 2建立伺服控制系統(tǒng)建立伺服控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制器，以測(cè)速發(fā)電機(jī)為速度反饋元件，以光電控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制器，以測(cè)速發(fā)電機(jī)為速度反饋元件，以光電 編碼器為角位置反饋元件。驅(qū)動(dòng)裝置為大功率晶體管編碼器為角位置反饋元件。驅(qū)動(dòng)裝置為大功率晶體管PWM功率放大器，執(zhí)行功率放大器，執(zhí)行 電機(jī)為直流伺服電機(jī)。其控制系統(tǒng)框圖如圖電機(jī)為直流伺服電機(jī)。其控制系統(tǒng)框圖如圖3-15所示，其硬件原理框圖為圖所示，其硬件原理框圖為圖3- 16。 圖圖3-15 火花機(jī)控制

42、系統(tǒng)框圖火花機(jī)控制系統(tǒng)框圖 圖圖3-16 火花機(jī)控制系統(tǒng)硬件原理圖火花機(jī)控制系統(tǒng)硬件原理圖 這個(gè)系統(tǒng)由角度反饋環(huán)和速度反饋環(huán)雙環(huán)組成這個(gè)系統(tǒng)由角度反饋環(huán)和速度反饋環(huán)雙環(huán)組成,角度反饋是系統(tǒng)的主反饋角度反饋是系統(tǒng)的主反饋, 反饋結(jié)果和給定輸入值反饋結(jié)果和給定輸入值 進(jìn)行相減，產(chǎn)生角度偏差信號(hào)進(jìn)行相減，產(chǎn)生角度偏差信號(hào) ，偏差信號(hào)由比，偏差信號(hào)由比 例環(huán)節(jié)例環(huán)節(jié)K1放大，送到下一個(gè)環(huán)節(jié)。放大，送到下一個(gè)環(huán)節(jié)。 3火花機(jī)控制系統(tǒng)模型火花機(jī)控制系統(tǒng)模型 圖圖3-17火花機(jī)控制系統(tǒng)模型火花機(jī)控制系統(tǒng)模型 R e 程序開始執(zhí)行時(shí)，首先對(duì)單片機(jī)程序開始執(zhí)行時(shí)，首先對(duì)單片機(jī) 的的I/O進(jìn)行初始化。單片機(jī)的進(jìn)行

43、初始化。單片機(jī)的P1口與口與 P3.0口設(shè)定為輸入口，直接接收來(lái)自口設(shè)定為輸入口，直接接收來(lái)自 光電編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)。對(duì)給定光電編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)。對(duì)給定 值直接接收來(lái)自光電編碼器的數(shù)字信值直接接收來(lái)自光電編碼器的數(shù)字信 號(hào)。對(duì)給定值進(jìn)行采樣是對(duì)號(hào)。對(duì)給定值進(jìn)行采樣是對(duì)0809輸輸 入的模擬量的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行讀取的。入的模擬量的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行讀取的。 對(duì)角度值讀取是讀取光電編碼器輸出對(duì)角度值讀取是讀取光電編碼器輸出 的數(shù)據(jù)。對(duì)速度采樣后，就可以計(jì)算的數(shù)據(jù)。對(duì)速度采樣后，就可以計(jì)算 控制量控制量C，進(jìn)而把控制量送給，進(jìn)而把控制量送給 DAC0832產(chǎn)生控制信號(hào)去控制產(chǎn)生控制信號(hào)去控制PWM 功

44、率放大器工作功率放大器工作，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.控制流程的制定控制流程的制定 圖圖3-18 控制流程圖控制流程圖 項(xiàng)項(xiàng) 目目 評(píng)評(píng) 價(jià)價(jià) 項(xiàng)目目標(biāo)分值評(píng)分得分 建立硬件伺服控制系統(tǒng) 能正確分析控制要求，搭 建硬件系統(tǒng) 20不完整，每處扣2分 建立控制系統(tǒng)模型 按照控制要求，建立控制 系統(tǒng)原理圖，要求 完整、美觀 10不規(guī)范，每處扣2分 在Proteus中搭建仿真系統(tǒng) 按照原理圖，搭建仿真系 統(tǒng)。 線路安全簡(jiǎn)潔，符合工藝 要求 30不規(guī)范，每處扣5分 程序設(shè)計(jì) 與調(diào)試 （1）程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔易讀， 符合任務(wù)要求 （2）在保證人身和設(shè)備 安全的前提下，通 電調(diào)試一次成功 40 第

45、一次調(diào)試不成功扣5分；第二次試 車不成功扣10分 總分100 表表3-3 項(xiàng)目評(píng)價(jià)表項(xiàng)目評(píng)價(jià)表 3.3.1 項(xiàng)目思考（思）項(xiàng)目思考（思） 20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技 術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推 出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服 系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服

46、面臨被淘系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服面臨被淘 汰的危機(jī)。汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù) 字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月 異。異。 從三個(gè)方面去思考：從三個(gè)方面去思考： 1交流伺服電機(jī)與直流伺服電機(jī)比較，差別差別是什么？交流伺服電機(jī)與直流伺服電機(jī)比較，差別差別是什么？ 2控制脈沖如何產(chǎn)生？控制脈沖如何產(chǎn)生？ 3交流伺服系統(tǒng)如何構(gòu)建？交流伺服系統(tǒng)如何構(gòu)建？ 任務(wù)任務(wù)3-3

47、 交流伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制交流伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制 項(xiàng)目思考 交直流伺服電機(jī)差別？ 交流伺服控制 控制脈沖如何產(chǎn)生？ 交流伺服系統(tǒng)如何構(gòu)建？ 交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 交流伺服電機(jī)的控制方式 51系列定時(shí)器的使用 自動(dòng)送粉器工作過程分析 伺服控制系統(tǒng)構(gòu)建 項(xiàng)目知識(shí) 項(xiàng)目實(shí)踐 知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成和發(fā)展 知識(shí)拓展 單片機(jī)控制器的硬件設(shè)計(jì) 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1: 1. 交流伺服電的結(jié)構(gòu)及工作原理交流伺服電的結(jié)構(gòu)及工作原理 “伺服電機(jī)伺服電機(jī)”可以理解為絕對(duì)服從控制可以理解為絕對(duì)服從控制 信號(hào)指揮的電機(jī)；在控制信號(hào)發(fā)出前，轉(zhuǎn)子信號(hào)指揮的電機(jī)；在控制信號(hào)發(fā)出前，轉(zhuǎn)子 不動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí)

48、，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；不動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)； 當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子立刻停轉(zhuǎn)。伺服電當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子立刻停轉(zhuǎn)。伺服電 機(jī)一般分為交流伺服和直流伺服兩大類。機(jī)一般分為交流伺服和直流伺服兩大類。 交流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)交流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng) 機(jī)相似。在定子上有兩個(gè)空間相位相差機(jī)相似。在定子上有兩個(gè)空間相位相差90 度的勵(lì)磁繞組和控制繞組。按恒定交流電壓，度的勵(lì)磁繞組和控制繞組。按恒定交流電壓， 利用施加到勵(lì)磁繞組上的交流電壓或相位的利用施加到勵(lì)磁繞組上的交流電壓或相位的 變化，達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。變化，達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。 3.3.2 項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)）

49、項(xiàng)目知識(shí)（學(xué)） 圖圖3-19 交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1）異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)：）異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)： 異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)指的是交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它有三相和單相之分，也異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)指的是交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它有三相和單相之分，也 有鼠籠式和線繞式，通常多用鼠籠式三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。有鼠籠式和線繞式，通常多用鼠籠式三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 2）同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)：）同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)： 同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)雖較感應(yīng)電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，但比直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單。它的同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)雖較感應(yīng)電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，但比直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單。它的 定子與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，都在定子上裝有對(duì)稱三相繞組。而轉(zhuǎn)子卻不同，按不定

50、子與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，都在定子上裝有對(duì)稱三相繞組。而轉(zhuǎn)子卻不同，按不 同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分電磁式及非電磁式兩大類。非電磁式又分為磁滯式、永磁式同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分電磁式及非電磁式兩大類。非電磁式又分為磁滯式、永磁式 和反應(yīng)式多種。和反應(yīng)式多種。 2.交流伺服電動(dòng)機(jī)分類交流伺服電動(dòng)機(jī)分類 轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值 來(lái)設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小。來(lái)設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小。 位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)

51、速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過通訊方速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過通訊方 式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。 速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制， 在有上位控制裝置的外環(huán)在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī) 的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋?zhàn)鲞\(yùn)算用。的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋?zhàn)鲞\(yùn)算用。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2: 交流伺服電機(jī)的控制

52、方式交流伺服電機(jī)的控制方式 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí)和定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1都有都有4種定時(shí)模式。種定時(shí)模式。 16位定時(shí)器對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期進(jìn)行技術(shù)，機(jī)器周期加位定時(shí)器對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期進(jìn)行技術(shù)，機(jī)器周期加1，定時(shí)器值加，定時(shí)器值加 1,1MHZ模式下，一個(gè)機(jī)器周期為模式下，一個(gè)機(jī)器周期為1us 。 定時(shí)器工作模式寄存器定時(shí)器工作模式寄存器TMOD，不可位尋址，需整體賦值，高，不可位尋址，需整體賦值，高4位用于定位用于定 時(shí)器時(shí)器1，第四位用于定時(shí)器，第四位用于定時(shí)器0。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3: 51系列定時(shí)器的使用系列定時(shí)器的使用 表表3-4 TMOD寄存器結(jié)構(gòu)寄存器結(jié)構(gòu) 表表3-5 定時(shí)器定時(shí)

53、器/計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置表計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置表 C/TC/T：為定時(shí)器功能選擇位，：為定時(shí)器功能選擇位， C/T=0C/T=0對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，C/T=1C/T=1， 對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)。對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)。 GATE:GATE:門控位，門控位，GATE=0GATE=0，軟，軟 件置位件置位TRnTRn即可啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，即可啟動(dòng)計(jì)時(shí)器， GATE=1GATE=1需外部中斷引腳為高電平需外部中斷引腳為高電平 時(shí)才能軟件置位時(shí)才能軟件置位TRnTRn啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器， 一般取一般取GATE=0GATE=0。 定時(shí)器控制寄存器定時(shí)器控制寄存器TCON TFn：Tn溢出標(biāo)志位，當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，

54、硬件置位溢出標(biāo)志位，當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，硬件置位TFn，中斷使能的情，中斷使能的情 況下，申請(qǐng)中斷，況下，申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，硬件自動(dòng)清除響應(yīng)中斷后，硬件自動(dòng)清除TFn。 TRn：計(jì)時(shí)器啟動(dòng)控制位，軟件置位：計(jì)時(shí)器啟動(dòng)控制位，軟件置位TRn即可啟動(dòng)定時(shí)器，軟件清除即可啟動(dòng)定時(shí)器，軟件清除TRn 關(guān)閉標(biāo)志位。關(guān)閉標(biāo)志位。 IEn：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。 ITn：外部中斷出發(fā)模式控制位，：外部中斷出發(fā)模式控制位，ITn=0為低電平觸發(fā)，為低電平觸發(fā)，ITn=1為下降沿觸為下降沿觸 發(fā)。發(fā)。 TCON D7D6D5D4D3D2D1D0 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE

55、0IT0 位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H 表表3-6 TCON結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器IE EA（IE.7）：全局中斷控制位。）：全局中斷控制位。 IE.6無(wú)意義。無(wú)意義。 ETn:定時(shí)器中斷使能控制位。定時(shí)器中斷使能控制位。 ES：串行接收：串行接收/發(fā)送中斷控制位，置位允許中斷。發(fā)送中斷控制位，置位允許中斷。 EXn：外部中斷使能控制位。：外部中斷使能控制位。 IE D7D6D5D4D3D2D1D0 EA-ESET1EX1ET0EX0 位地址AFHACHABHAAHA9HA8H 表表3-7 IE寄存器結(jié)構(gòu)寄存器結(jié)構(gòu) 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中斷優(yōu)先

56、級(jí)控制寄存器IP，復(fù)位后為，復(fù)位后為00H IP.6，IP.7保留，無(wú)意義。保留，無(wú)意義。 PT2：定時(shí)器：定時(shí)器2中斷優(yōu)先級(jí)控制。中斷優(yōu)先級(jí)控制。 PS：串行中斷優(yōu)先級(jí)控制位。：串行中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 PT1/0：定時(shí)器：定時(shí)器1/0優(yōu)先級(jí)控制位。優(yōu)先級(jí)控制位。 PXn：外部中斷優(yōu)先級(jí)控制位。：外部中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 IP D7D6D5D4D3D2D1D0 -PSPT1Px1PT0PX0 位地址BCHBBHBAHB9HB8H 表表3-8 IP中斷控制寄存器結(jié)構(gòu)中斷控制寄存器結(jié)構(gòu) 圖圖3-20 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式0邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) TL0 TL0高高3 3位不用，低位不

57、用，低5 5位溢出時(shí)，直接向位溢出時(shí)，直接向TH0TH0進(jìn)位。進(jìn)位。 通過設(shè)置通過設(shè)置TH0TH0和和TL0TL0初值（初值（0819108191），使計(jì)數(shù)器從初值開始加），使計(jì)數(shù)器從初值開始加1 1，溢出，溢出 后申請(qǐng)中斷，溢出后需重新設(shè)置初值，否則將從后申請(qǐng)中斷，溢出后需重新設(shè)置初值，否則將從0 0開始加開始加1 1計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 T=(T=(模值模值- -初值初值) )* *機(jī)器周期，初值為機(jī)器周期，初值為81918191位計(jì)數(shù)最小值位計(jì)數(shù)最小值1 1，初值為，初值為0 0為計(jì)為計(jì) 數(shù)最大值數(shù)最大值81918191。 模式模式1和模式和模式0功能相同，但模式功能相同，但模式1 16位。位。

58、 圖圖3-21 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式1邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) 定時(shí)器模式定時(shí)器模式2 模式模式2構(gòu)成自動(dòng)重裝的構(gòu)成自動(dòng)重裝的8位定時(shí)器，計(jì)數(shù)器的范圍為位定時(shí)器，計(jì)數(shù)器的范圍為0256 TH作為初值寄存器，作為初值寄存器，TL作為計(jì)數(shù)寄存器。作為計(jì)數(shù)寄存器。TL溢出時(shí)，置位中斷標(biāo)志溢出時(shí)，置位中斷標(biāo)志 位，并且把位，并且把TH中的值自動(dòng)裝入中的值自動(dòng)裝入TL。 圖圖3-22 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式2邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) 定時(shí)器模式定時(shí)器模式3，模式，模式3只適用于定時(shí)器只適用于定時(shí)器0 模式模式3時(shí)定時(shí)器構(gòu)成時(shí)定時(shí)器構(gòu)成2個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。位計(jì)數(shù)器。 此

59、模式下，此模式下，TL0和模式和模式0,1狀態(tài)一樣可以做計(jì)數(shù)和定時(shí)。狀態(tài)一樣可以做計(jì)數(shù)和定時(shí)。TH0只能用于定只能用于定 時(shí)不能用于計(jì)數(shù)，并占用時(shí)不能用于計(jì)數(shù)，并占用T1的資源的資源TF1和和TR1。 圖圖3-23定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式3邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) 項(xiàng)項(xiàng) 目目 要要 求求 1認(rèn)識(shí)交流伺服電機(jī)的工作原理；認(rèn)識(shí)交流伺服電機(jī)的工作原理； 2熟悉交流伺服電機(jī)的系統(tǒng)搭建；熟悉交流伺服電機(jī)的系統(tǒng)搭建； 3熟悉交流伺服電機(jī)的軟件編程。熟悉交流伺服電機(jī)的軟件編程。 3.3.3 項(xiàng)目實(shí)踐（做）項(xiàng)目實(shí)踐（做） 項(xiàng)項(xiàng) 目目 實(shí)實(shí) 施施 1.激光熔覆自動(dòng)送粉器工作過程分析激光熔覆自動(dòng)送粉器工

60、作過程分析 本任務(wù)講解的是螺旋式送粉器。本任務(wù)講解的是螺旋式送粉器。 螺旋式送粉器工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)螺螺旋式送粉器工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)螺 桿旋轉(zhuǎn)，使粉末沿著桶壁輸送至混桿旋轉(zhuǎn)，使粉末沿著桶壁輸送至混 合器，然后混合器中的載流氣體將合器，然后混合器中的載流氣體將 粉末以流體的方式輸送至加工區(qū)域。粉末以流體的方式輸送至加工區(qū)域。 為了使粉末充滿螺紋間隙，粉末存為了使粉末充滿螺紋間隙，粉末存 儲(chǔ)倉(cāng)斗底部加有振動(dòng)器，能提高送儲(chǔ)倉(cāng)斗底部加有振動(dòng)器，能提高送 粉量的精度。送粉量的大小可以由粉量的精度。送粉量的大小可以由 電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 圖圖3-33 激光熔覆自動(dòng)送粉器結(jié)構(gòu)激光熔覆自動(dòng)送粉器結(jié)構(gòu)