單片機步進電機控制實訓報告

1、單片機課程設計一-步進電動機系統(tǒng)實訓報告李會民電子工程系應用電子高職(3 ) 08-1班二0 0九年十二月步進電機控制實訓報告實驗要求利用P0輸出脈沖序列,74LS244輸入開關量，開關K2-K8控制步進電機轉(zhuǎn)換(分6 擋).KO.K1控制步進電機轉(zhuǎn)向.必須要K2-K8中一開關和KO,K1中一開關同時為1時步進 電機才啟動,其他情況步進電機不工作.步進電機驅(qū)動原理是通過對它每線圈中的電流的順序切換來使電機作步進式旋轉(zhuǎn).驅(qū)動電路 由脈沖信號來控制，所以調(diào)節(jié)脈沖信號的頻率便可改變步進電機的轉(zhuǎn)速.微電腦控制電機步進 電機最合適.二、實驗目的(a) 了解步進電機控制的基本原理(b) 掌握控制步進電機轉(zhuǎn)

2、動編程方法三、單片機控制原理及電路連線單片機是用來為步進電機進行控制的，給電機提供時序脈沖，讓電機以某一種方式進行 運轉(zhuǎn)。硬件部分設計AT89C51外圍電路設計包含有三部分的設計：鍵盤模塊，晶振模塊及復位模塊。 通過按鍵的輸入，單片機作為控制的中心決定步進電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，啟動及停止等操作。 同時通過單片機實現(xiàn)電子時鐘控制步進電機。鍵盤設計?？紤]有兩種方式:需要上拉電阻的方式和不需要上拉電阻的方式。由于單片內(nèi)部 設有小的上拉電阻，當外闈電路很小時，是可以不考慮前一種方式的。我們的鍵盤只是起到 輸入時序的作用，并沒有外帶大的電路，所以我們選擇第二種方式： 當K_1按下時：步進電機處于啟動狀態(tài)；

3、當K_2按卞時：步進電機處于停止狀態(tài)： 當K_3按卞時：步進電機處于正向狀態(tài)： 當K_4按下時：步進電機處于反向狀態(tài)；基于AT89C51的步進電機驅(qū)動器控制系統(tǒng)電路原理可以表示為如下圖：SV厶Cll5XImmPQrQpamraPQR42R21 PT M?亠P1J3U2AMWAlY1A23AJY31STBMWAlY1-dA2Y2AJY3rr4八口心Al rzP23P214A11 P24UM? P2UM5 P2M14P4QraaiuPHP1VTIPI 2Pl 5 i uP1JP13TTTPMPJATOP4SpxePI 4PI 7XT All XTAU匸86880*886CLXMROV在AT89C5

4、1外圍設有鍵盤模塊，對單片機輸入時序脈沖，不僅讓單片機正常工作，而 且使之輸出可以使電機工作的時序脈沖。這便實現(xiàn)了單片機對步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制?？?制信號的來源是按鍵的按與松，按鍵輸入的時序經(jīng)AT89C51處理后輸出給電機驅(qū)動電路。四、實驗說明(a) 本實驗使用的步進電機用直流+12V電壓，電機線圈由A, B, C, D四相組成.(b) 驅(qū)動方式為四相四拍方式，各線圈通電順序如下表.按表中順序切換，電機按順時針 方向旋轉(zhuǎn)，若通點順序相反，則電機軸按逆時針方向旋轉(zhuǎn).(注:為提高步進電機負載能力和運行平穩(wěn)，可使用四相八拍驅(qū)動方式)順序/相ABCD1100020100300140001設計環(huán)境介紹

5、本次設計使用的軟件有電路繪制軟件Proteus和C語言的轉(zhuǎn)換軟件Keil o我們最終 完成的硬件設計要通過Proteus將之繪制成電路圖。Proteus軟件的使用方法，我們通過在 網(wǎng)上找相關的資料，可以很容易的學習。Keil這個軟件，我們只是粗略的了解人概，將我 們所寫的C語言程序轉(zhuǎn)換成我所需要的HEX格式的文件，即可。設計軟件部分PIPOEQUEQU8200H8300H;開關輸入II地址;輸出II地址ORG0000HSJMPSTARTORG0040HSTART:MOVSR#60HCLRCPUSHPSWMOVR5,# 1001001 OB；R5與C 一起組成狀態(tài)存儲器READ:MOVDPTR.

6、#PIMOVXADPTR；讀開關狀態(tài)JBACC.0QIRECT0；判斷轉(zhuǎn)動方向JBACC. 1,DIRECT 1SJMPREAD;正反向開關均未開則重讀開關DIRECTO: MOVR7 併 OOH;設置方向標志SJMPSPEEDDIRECTI: MOVR7 併 OFFH;設置方向標志SPEED:JBACC.2,SPEEDO;判定轉(zhuǎn)速開關JBACC.3,SPEED 1JBACC4SPEED2JBACC5,SPEED3JBACC.6.SPEED4ACC7,SPEED5JBAJMPREAD;無任何速度開，則重讀開關SPEEDO: MOVR6,#61H；設置轉(zhuǎn)速0常數(shù)AJMPWAVESPEED 1:

7、MOVR6,#51H;設置轉(zhuǎn)速1常數(shù)AJMPWAVESPEED2: MOVR6,#31H；設置轉(zhuǎn)速2常數(shù)AJMPWAVESPEED3: MOVR6,#21H；設置轉(zhuǎn)速3常數(shù)AJMPWAVESPEED4: MOVR6,#11H；設置轉(zhuǎn)速4常數(shù)AJMPWAVESPEED5: MOVR6.#09H；設置轉(zhuǎn)速5常數(shù)MOVER6WAVE:LCALLDELAY；延時，決定轉(zhuǎn)速DJNZR6、WAVEMOVDPTR.#PO；置輸出丨1地址MOVAR5CJNER7,#00H,NEG；判斷轉(zhuǎn)向標志POPPSWRLCA；改變相位SJMPSSSNEG:POPPSWRRCA；改變相位SSS:PUSHPSWMOVR5,A

8、；保存相位ANLA*07HMOVXDPTR,A；相位輸出AJMPREADDELAY:；延時子程序MOVR0,#40Hdelayl: movrh#04fhdjnzrl,SDJNZRO.delavlzJRETEND表1 半步時序表時序A+BAB+10001200113001040110501006110071 i00081 i001*2整步時序表時序A +BA-B+11001200113011041100咖通電嬲.詼通電圖4.1反應式步進電機匸作廉理圖開始五. 實驗框圖RS與C 一起組成狀態(tài)存儲器根據(jù)轉(zhuǎn)向改變相應的相位延時相位輸出六、步進電機資料步進電動機是純粹的數(shù)字控制電動機，它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變

9、成角位移，即給一個脈沖, 步進電機就轉(zhuǎn)一個角度，因此非常適合單片機控制。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止 的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角, 同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差，精度高。步進電動機有如下特點： 步進電動機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比。因此，當它轉(zhuǎn)一圈后，沒有累計誤差, 具有良好的跟隨性。 由步進電動機與驅(qū)動電路組成的開壞數(shù)控系統(tǒng)，既簡單、廉價，叉非?？煽?。同時, 它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 步進電動機的動態(tài)響應快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。 速度可在相當寬的范缶I內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較人轉(zhuǎn)矩，因

10、此一般可以不用減 速器而直接驅(qū)動負載。 步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，不能直接使用交流電源和直流電源。 步進電機存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應措施。步進電機在低頻工作時.會有振動人、噪聲大的缺點。如果使用細分方式，就能很好的 解決這個問題。步進電機的細分控制，從本質(zhì)上講是通過對步進電機勵磁繞組中電流的控制, 使步進電機內(nèi)部的合成磁場為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而實現(xiàn)步進電機步距角的細分。一般 情況下，合成磁場矢量的幅值決定了步進電機旋轉(zhuǎn)力矩的人小，相鄰兩合成磁場矢量之間的 夾角人小決定了步距角的人小。步進電機半步工作方式就蘊涵了細分的工作原理。七、實訓總結心得通過單片

11、機課程設計，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應用到實際當 中去，而且我還學會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新, 是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的人腦，從為人類造福的意愿出 發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重 要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程，也好比是我們?nèi)?類成長的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝 利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。這個設計過程中，我遇到過許多次失敗的考驗，就比如，自己對實際生活中的交通秩序 的不了解給整個設計帶來的困擾，真想要就此奧休，然而，就在想要放棄的那一刻，我明白 了，原來結果并不那么重要，我們更應該注重的是這一整個過程。