測(cè)控題目部分技術(shù)簡(jiǎn)介ppt課件

1、測(cè)控相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介林培杰林培杰2021.72021.7內(nèi) 容電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)4123供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)51.概述一般測(cè)控系統(tǒng)的基本組成部分一般測(cè)控系統(tǒng)的基本組成部分2.主控處理器選型目前可采用的主控處理器主要有: 單片機(jī) (80C51，C8051F，PIC，） DSP （TI公司的TMS320C2000系列） 嵌入式處理器ARM7：S3C44B0X，） FPGA （Xilinx公司的Spartan II系列, Spartan III系列，）可用于擴(kuò)展處理器外圍邏輯的器件： CPLD （ Xilinx公司的XC9500系列，CoolRunner系列，）2.1 單片機(jī)主控處理器優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單價(jià)格便

2、宜，外圍電路簡(jiǎn)單缺陷：功能相對(duì)簡(jiǎn)單大多數(shù)情況下需要仿真器和編程器可選型號(hào)：80C51系列C8051F系列PIC系列AVR系列2.2 DSP主控處理器TI公司用于電機(jī)控制等領(lǐng)域的DSP有如下優(yōu)點(diǎn)：專(zhuān)為電機(jī)控制設(shè)計(jì)，具有許多電機(jī)控制所需要的片上外設(shè)，如PWM發(fā)生器，正交編碼器外圍電路簡(jiǎn)單片上集成Flash和SRAM）開(kāi)發(fā)較容易價(jià)格適中DSP的缺點(diǎn)：需要仿真器可選型號(hào)：TMS320LF2407TMS320LF28122.3 嵌入式主控處理器嵌入式處理器目前應(yīng)用很廣，其優(yōu)點(diǎn)有：性能較強(qiáng)，有豐富的片上外設(shè)，大多數(shù)處理器帶有PWM模塊可以移植操作系統(tǒng)uClinux，Linux等），為使用USB攝像頭等提供

3、了可行方案有豐富的開(kāi)發(fā)資料可以參考不需要仿真器嵌入式處理器的缺點(diǎn)：外圍電路復(fù)雜，多數(shù)情況下需要擴(kuò)展Flash和SDRAM如果采用現(xiàn)成的開(kāi)發(fā)板成本較高基于操作系統(tǒng)環(huán)境，移植USB攝像頭等難度較大可選型號(hào)：ARM7 系列：三星公司的S3C44B0X （片上外設(shè)豐富，有PWM發(fā)生器，需要外擴(kuò)Flash和SDRAM，有移植好的uClinux，不需要仿真器）飛利浦公司的LPC213X系列更像一塊高性能的單片機(jī)，片上外設(shè)豐富，有PWM發(fā)生器，片上集成Flash和SRAM，外圍電路簡(jiǎn)單，不需要仿真器。）ARM9 系列：三星公司的S3C2410 （功能相當(dāng)強(qiáng)大，系統(tǒng)復(fù)雜，有移植好的Linux，為使用USB攝像

4、頭等提供了可能）2.4 FPGA主控處理器FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列是一種可編程器件，其優(yōu)點(diǎn)有：器件可編程，可以根據(jù)自己需要添加各種外設(shè)，使得開(kāi)發(fā)具有極大靈活性在Xilinx公司的FPGA的一些系列FPGA上可以使用Picoblaze、Micoblaze等處理器軟核，使得FPGA變成一片32位的嵌入式處理器，極大的方便了開(kāi)發(fā)使用處理器軟核可在線(xiàn)調(diào)試，不需要仿真器外圍電路極其簡(jiǎn)單價(jià)格適中FPGA的缺點(diǎn)：不同于一般的MCU，開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)使用到硬件描述語(yǔ)言，對(duì)沒(méi)有基礎(chǔ)的同學(xué)來(lái)說(shuō)起步相對(duì)較難可選型號(hào)：Xilinx公司的SpartanII系列FPGA，如XC2S500等2.5 CPLD用于外擴(kuò)邏輯CPLD

5、也是一種硬件可編程器件，其工作原理和FPGA基本一樣，但CPLD門(mén)數(shù)較小，價(jià)格便宜，其用途有：擴(kuò)展主控處理器沒(méi)有的外設(shè)功能，如正交編碼單元，PWM發(fā)生器等實(shí)現(xiàn)主控處理器與外設(shè)的時(shí)序轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字邏輯，簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)可選型號(hào)：Xilinx公司的XC9500系列XC9572）3. 常用傳感器介紹在測(cè)控題目中，傳感器占有重要位置。在設(shè)計(jì)中，傳感器通?？梢酝瓿蓪ぞ€(xiàn)，視覺(jué)，測(cè)距，辨識(shí)目標(biāo)等功能。常用的傳感器有：紅外傳感器超聲波傳感器光敏傳感器CCD3.1 紅外傳感器紅外傳感器由紅外發(fā)射二極管和紅外接收三極管構(gòu)成。通常使用的紅外光波長(zhǎng)是940nm。 紅外發(fā)射二極管 紅外接收三極管為了提高抗干擾能力，發(fā)

6、射管發(fā)射的紅外光通常被調(diào)制到38KHz的頻率。為了提高紅外靈敏度和作用范圍，通常調(diào)制波的占空比較小但幅值很大。紅外接收管通常分為分離式紅外三極管和一體化紅外接收管。紅外三極管集、射級(jí)加一電壓，當(dāng)接收到紅外光時(shí)集射級(jí)電流較大，當(dāng)沒(méi)有紅外光時(shí)集射級(jí)電流較小。使用較為麻煩，需要自己用鎖相環(huán)對(duì)38KHz紅外光進(jìn)行鎖相檢測(cè)。一體化紅外接收管如圖所示。當(dāng)接收管接受到38KHz紅外光時(shí)輸出高電平或脈沖，否則輸出低電平。使用簡(jiǎn)單，但體積略大。紅外線(xiàn)發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離?？捎糜谔綔y(cè)目標(biāo)物和電機(jī)測(cè)速。反射式指發(fā)光管

7、和接收管并列一同，平時(shí)接收管始終無(wú)光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物或反光物質(zhì)時(shí)，接收管收到反射回來(lái)的紅外線(xiàn)才工作?？捎糜趯ぞ€(xiàn)，探測(cè)目標(biāo)物等。常用型號(hào)HS0038A,HS0038B。3.2 超聲波傳感器超聲波傳感器由超聲波發(fā)生器和超聲波接收器組成。 超聲波發(fā)生器 超聲波接收器實(shí)際應(yīng)用中，采用的超聲波頻率通常為40KHz，即加在超聲波發(fā)生器兩端的方波電壓頻率為40KHz。超聲波接收器是一種無(wú)源器件，它能將接收到的超聲波能量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)輸出。此輸出電壓幅值較小，需要經(jīng)過(guò)放大并通過(guò)鎖相環(huán)識(shí)別才能成為MCU能處理的邏輯信號(hào)。超聲波傳感器主要用于探測(cè)前方物體和測(cè)距。超聲波發(fā)生器發(fā)出的超聲波碰到前方

8、障礙物后被反射回來(lái)并被超聲波接收器接收。通過(guò)計(jì)算發(fā)出超聲波與接受到超聲波的時(shí)間差可以計(jì)算出前方障礙物的距離。和紅外傳感器相比，超聲波傳感器在測(cè)距和探測(cè)障礙物方面精準(zhǔn)度和作用范圍都好很多。通常超聲波測(cè)距距離可達(dá)510米，精度可達(dá)0.1米。超聲波在空氣中的傳播速度與聲速相同，與溫度有關(guān)。3.3 光敏傳感器常用的光敏傳感器包括：光敏電阻光敏二極管光敏三極管光敏傳感器可以用在可見(jiàn)光反射尋物，電機(jī)測(cè)速等方面。光敏電阻是一種阻值隨光照強(qiáng)度變化而變化的電阻。其優(yōu)點(diǎn)包括靈敏度高，光譜特性好，體積小，重量輕和成本低等。 光敏二極管和一般的二極管相似。但光敏二極管一般工作在反偏狀態(tài)下。無(wú)光照時(shí)光敏二極管的反向電流

9、很小，當(dāng)有光照時(shí)反向電流增加。 光敏三極管和紅外接收管相似。它除了把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)外，同時(shí)又將電流信號(hào)加以放大。因此光敏三極管的光電流比相同管型的二極管光電流大很多。3.4 CCD/CMOS攝像頭典型的USB攝像頭組成框圖左：CMOS 傳感器右：CCD 傳感器l 方案一：l在uClinux/Linux下移植USB攝像頭驅(qū)動(dòng)l 方案二：l采用現(xiàn)成的USB攝像頭，不用其接口芯片，而直接用MCU控制感光傳感器，得到需要的視頻信號(hào)。（例如采用CMOS傳感為HY7131R/鎂光 MI360的攝像頭）l 方案三：l采用手機(jī)攝像頭。（例如采用OV9650的攝像頭）留意： 如果采用方案二、三，最重要的是

10、能否找到對(duì)應(yīng)芯片的datasheet4. 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)測(cè)控中可能用到的電機(jī)包括：直流電機(jī)有刷直流電機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)步進(jìn)電機(jī)4.1 直流電機(jī) 直流電機(jī)主要包括有刷直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)。這里主要討論有刷直流電機(jī)下簡(jiǎn)稱(chēng)直流電機(jī)）。 直流電機(jī)的參數(shù)主要有： 功率W 輸出力矩 N 最高轉(zhuǎn)速rpm 電壓V 電流I直流電機(jī)的工作特性:轉(zhuǎn)速 n=n0 keI (n0是空載轉(zhuǎn)速，ke是轉(zhuǎn)速常數(shù)，I是電流）輸出轉(zhuǎn)矩 T=kmI (km 是轉(zhuǎn)矩常數(shù)，I是電流）電機(jī)電動(dòng)勢(shì) Eken電流 I（UE）/r0 (U 是加在電機(jī)兩端的電壓，r0是電機(jī)繞組的內(nèi)阻）直流電機(jī)的工作特性曲線(xiàn) 直流電機(jī)多采用PWM脈寬調(diào)制方式進(jìn)行控制。

11、其加在電機(jī)兩端的電壓為PWM波：HtDT占空比: 電機(jī)兩端電壓的直流分量: dcUD U 由此可見(jiàn),電機(jī)電壓的平均值與PWM波的占空比成正比，可以通過(guò)調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速。通常情況下，PWM波的頻率為幾十KHz。直流電機(jī)的PWM調(diào)速通常由H橋?qū)崿F(xiàn)。常用H橋芯片：L298N電流2A）電機(jī)通常采用碼盤(pán)反饋速度和轉(zhuǎn)向：光學(xué)式碼盤(pán)： 碼盤(pán) 發(fā)射端：紅外發(fā)射器或可見(jiàn)光源 接收端：紅外接收器或光敏器件直流電機(jī)控制系統(tǒng)：4.2 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線(xiàn)位移的控制電機(jī)。其特點(diǎn)有： 可以根據(jù)控制轉(zhuǎn)過(guò)精確的角度 無(wú)需反饋，是一個(gè)半閉環(huán)系統(tǒng) 步距誤差不

12、會(huì)積累 停止時(shí)有自鎖功能 多數(shù)情況下需要使用步進(jìn)電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器4.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類(lèi)(1)結(jié)構(gòu)分析4.2.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子(2)工作原理錯(cuò)位當(dāng)A相定子齒和轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊，若和A相磁極中心對(duì)齊的轉(zhuǎn)子齒為1號(hào)齒，因B相磁極與A相磁極差1 2 0 ， 且 1 2 0 / 9 = 1 31/3），故轉(zhuǎn)子齒不能與B相定子齒對(duì)齊，只有13號(hào)小齒靠近B相磁極的中心線(xiàn)，與中心線(xiàn)相差3電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理總結(jié)：錯(cuò)齒是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因總結(jié)：錯(cuò)齒是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因步距角步距角目的(3)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式三相三拍運(yùn)行方式當(dāng)A相通電時(shí)，B相、相不通電：A相

13、定子上的齒與轉(zhuǎn)子上的齒對(duì)齊通電后磁場(chǎng)力作用的結(jié)果），迫使電機(jī)旋轉(zhuǎn)3,B相定子上的齒順時(shí)針超前轉(zhuǎn)子上相應(yīng)的齒3,C相定子上的齒順時(shí)針超前轉(zhuǎn)子上相應(yīng)的齒6 l當(dāng)當(dāng)B B相接通電時(shí)，相接通電時(shí)，A A相、相、C C相相不通電：不通電：B B相齒對(duì)齊，電機(jī)相齒對(duì)齊，電機(jī)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)3 3；C C相超前相超前3 3相相超前超前l(fā)當(dāng)當(dāng)C C相通電時(shí)，相通電時(shí)，B B相、相、A A相不相不通電通電:C:C相齒對(duì)齊，電機(jī)旋轉(zhuǎn)相齒對(duì)齊，電機(jī)旋轉(zhuǎn)3 3；A A相超前相超前3 3；相超；相超前前6 6 因此，如果定子因此，如果定子A A、B B、C C三相按三相按 ABCAABCA 的順序依次通電，則步進(jìn)電機(jī)將不斷地的

14、順序依次通電，則步進(jìn)電機(jī)將不斷地按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。每一次通電轉(zhuǎn)按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。每一次通電轉(zhuǎn)，每三次通電才走完一個(gè)齒距，因此叫三每三次通電才走完一個(gè)齒距，因此叫三相三拍。相三拍。 每一次通電轉(zhuǎn)動(dòng)的固定角叫步距角每一次通電轉(zhuǎn)動(dòng)的固定角叫步距角。 顯然，三相三拍運(yùn)行時(shí)，步距角顯然，三相三拍運(yùn)行時(shí)，步距角。 假如某次通電后，控制脈沖不再來(lái)，則電機(jī)轉(zhuǎn)子齒和某假如某次通電后，控制脈沖不再來(lái)，則電機(jī)轉(zhuǎn)子齒和某相對(duì)齊后就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，叫做位狀態(tài)。相對(duì)齊后就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，叫做位狀態(tài)。 如果把順時(shí)針叫正轉(zhuǎn)，那么當(dāng)通電順序按如果把順時(shí)針叫正轉(zhuǎn)，那么當(dāng)通電順序按 ACBAACBA 進(jìn)行時(shí)，則電機(jī)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，叫反轉(zhuǎn)。進(jìn)行時(shí)，

15、則電機(jī)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，叫反轉(zhuǎn)。 可見(jiàn)控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)只是三相繞組通電順序不同可見(jiàn)控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)只是三相繞組通電順序不同而已。而已。三相六拍運(yùn)行方式三相六拍運(yùn)行方式 當(dāng)當(dāng)A A相通電時(shí)，相通電時(shí)，A A相定子齒與相定子齒與轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊，以后，如果讓轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊，以后，如果讓A A、B B兩相同時(shí)通電，可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)兩相同時(shí)通電，可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)1 15 5。再讓。再讓A A相斷電、相斷電、B B相通相通電，又可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)電，又可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)1.51.5。 所以按照所以按照 AABBBCCCAAAABBBCCCAA 的順序控制，電機(jī)將按順時(shí)的順序控制，電機(jī)將按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，每步轉(zhuǎn)動(dòng)針?lè)较蛐?/p>

16、轉(zhuǎn)，每步轉(zhuǎn)動(dòng)1 15 5，即步距角即步距角=1=15 5，由于要經(jīng)過(guò)，由于要經(jīng)過(guò)6 6 步 才 走 完 一 個(gè) 齒 距步 才 走 完 一 個(gè) 齒 距6 61 15 5=9=9），所以叫三相），所以叫三相六拍。六拍。如果要使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，只要按如果要使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，只要按 AACCCBBBAAACCCBBBA順序通電就行了。順序通電就行了。 結(jié)論：從上面兩種運(yùn)行方式可看出，錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電機(jī)結(jié)論：從上面兩種運(yùn)行方式可看出，錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因，當(dāng)某相通電，相應(yīng)的齒對(duì)齊，迫使電機(jī)旋旋轉(zhuǎn)的根本原因，當(dāng)某相通電，相應(yīng)的齒對(duì)齊，迫使電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，未通電的各相的齒出現(xiàn)了新的錯(cuò)位。改變通轉(zhuǎn)

17、一個(gè)步距角，未通電的各相的齒出現(xiàn)了新的錯(cuò)位。改變通電的順序和通電的相數(shù)，可組合出其它的運(yùn)行方式。電的順序和通電的相數(shù)，可組合出其它的運(yùn)行方式。 討論：三項(xiàng)三拍和三項(xiàng)六拍運(yùn)行方式，哪種定位更精確？討論：三項(xiàng)三拍和三項(xiàng)六拍運(yùn)行方式，哪種定位更精確？(4)步進(jìn)電機(jī)有如下特點(diǎn)：給步進(jìn)脈沖電機(jī)就轉(zhuǎn)，不給步進(jìn)脈沖電機(jī)就不轉(zhuǎn)；步進(jìn)脈沖頻率高，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)得快；步進(jìn)脈沖頻率低，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)得就慢；改變各相的通電方式叫脈沖分配可以改變步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式；改變通電順序，可以控制步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。4 42 23 3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的組成圖步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的組成圖 （1 1步進(jìn)

18、控制器步進(jìn)控制器 包括：緩沖寄存器、環(huán)形分配器、控制邏輯及正、反轉(zhuǎn)包括：緩沖寄存器、環(huán)形分配器、控制邏輯及正、反轉(zhuǎn)向控制門(mén)等。向控制門(mén)等。 作用作用: : 把輸入脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)型脈沖，以控制步進(jìn)電機(jī)的把輸入脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)型脈沖，以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向。 采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由軟件代替步進(jìn)控制器。采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由軟件代替步進(jìn)控制器。 優(yōu)點(diǎn)：線(xiàn)路簡(jiǎn)化，降低成本降低，可靠性提高。靈活改優(yōu)點(diǎn)：線(xiàn)路簡(jiǎn)化，降低成本降低，可靠性提高。靈活改變步進(jìn)電機(jī)的控制方案，使用起來(lái)很方便。變步進(jìn)電機(jī)的控制方案，使用起來(lái)很方便。（2 2功率放大器功率放大器 把環(huán)型脈沖放大，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。把環(huán)型脈沖放大，以驅(qū)動(dòng)

19、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。用微型機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理系統(tǒng)圖用微型機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)原理系統(tǒng)圖兩圖相比：兩圖相比：用微型機(jī)代替了步進(jìn)控制器把并行二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成串行脈沖序用微型機(jī)代替了步進(jìn)控制器把并行二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成串行脈沖序列，并實(shí)現(xiàn)方向控制。列，并實(shí)現(xiàn)方向控制。只要負(fù)載是在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍之內(nèi)，每個(gè)脈沖將使電機(jī)轉(zhuǎn)只要負(fù)載是在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍之內(nèi)，每個(gè)脈沖將使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的步距角度。動(dòng)一個(gè)固定的步距角度。根據(jù)步距角的大小及實(shí)際走的步數(shù)，只要知道初始位置，便可根據(jù)步距角的大小及實(shí)際走的步數(shù)，只要知道初始位置，便可知道步進(jìn)電機(jī)的最終位置。知道步進(jìn)電機(jī)的最終位置。 (1) 用軟件的方法實(shí)現(xiàn)脈沖序列；用軟件的方法實(shí)

20、現(xiàn)脈沖序列； (2) 步進(jìn)電機(jī)的方向控制；步進(jìn)電機(jī)的方向控制； (3) 步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)。4 42 24 4 系統(tǒng)主要解決幾個(gè)問(wèn)題系統(tǒng)主要解決幾個(gè)問(wèn)題（1 1脈沖序列的生成脈沖序列的生成脈沖序列圖脈沖序列圖 脈沖幅值由數(shù)字元件電平?jīng)Q定。脈沖幅值由數(shù)字元件電平?jīng)Q定。 接通和斷開(kāi)時(shí)間可用延時(shí)的辦法控制。接通和斷開(kāi)時(shí)間可用延時(shí)的辦法控制。 要求：確保步進(jìn)到位。要求：確保步進(jìn)到位。 改改變變通通電順電順序可以改序可以改變變步步進(jìn)電進(jìn)電機(jī)的機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序相關(guān)。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序相關(guān)。 三相步進(jìn)電機(jī)有三種工作方式：三相步進(jìn)

21、電機(jī)有三種工作方式： 單三拍，通電順序?yàn)閱稳模婍樞驗(yàn)?ABC ； 雙三拍，雙三拍， 通電順序?yàn)橥婍樞驗(yàn)?ABBCCA ； 三相六拍，通電順序?yàn)槿嗔?，通電順序?yàn)?AABBBCCCA ； （2 2方向控制方向控制l用微型機(jī)輸出接口的每一位控制一相繞組。用微型機(jī)輸出接口的每一位控制一相繞組。l【例如】用【例如】用 8255 8255 控制三相步進(jìn)電機(jī)時(shí)，可用控制三相步進(jìn)電機(jī)時(shí)，可用 PC.OPC.O、l PC.1PC.1、PC.2 PC.2 分別接至步進(jìn)電機(jī)的分別接至步進(jìn)電機(jī)的A A、 B B、 C C 三三相相l(xiāng) 繞組。繞組。l根據(jù)所選定的步進(jìn)電機(jī)及控制方式，寫(xiě)出相應(yīng)控制方根據(jù)所選定的

22、步進(jìn)電機(jī)及控制方式，寫(xiě)出相應(yīng)控制方l 式的數(shù)學(xué)模型。式的數(shù)學(xué)模型。l 上面講的三種控制方式的數(shù)學(xué)模型分別為：上面講的三種控制方式的數(shù)學(xué)模型分別為：（3 3步進(jìn)電機(jī)通電模型的建立步進(jìn)電機(jī)通電模型的建立 三相單三拍步步 序序 控控 制制 位位 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) 控控 制制 模模 型型 PC.7PC.6PC.5PC.4PC.3PC.2C相相 PC.1B相相 PC.0A相相 100000001A01H200000010B02H300000100C04H 三相雙三拍用用 P1P1口口 的的 P1.2 P1.2 、P1.1P1.1、P1.0 P1.0 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) C C、B B、A A 相相 進(jìn)進(jìn)行控

23、行控制制 。 同理，可以得出雙三拍和三相六拍的控制模型：同理，可以得出雙三拍和三相六拍的控制模型： 雙三拍雙三拍 03H，06H，05H 三相六拍三相六拍 01H，03H，02H，06H，04H，05H 以上為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的控制順序及數(shù)學(xué)模型，以上為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的控制順序及數(shù)學(xué)模型， 如按逆序進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)將向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如按逆序進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)將向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。4 42 25 5 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)（1 1步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口電路步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口電路由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，所以微型機(jī)與步進(jìn)電機(jī)由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，所

24、以微型機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的連接都需要專(zhuān)門(mén)的接口及驅(qū)動(dòng)電路。的連接都需要專(zhuān)門(mén)的接口及驅(qū)動(dòng)電路。接口電路可以是鎖存器，也可以是可編程接口芯片，如接口電路可以是鎖存器，也可以是可編程接口芯片，如 82558255、81558155等。等。驅(qū)動(dòng)器可用大功率復(fù)合管，例如驅(qū)動(dòng)器可用大功率復(fù)合管，例如ULN2800ULN2800達(dá)林頓管；也達(dá)林頓管；也可以是專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器，例如可以是專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器，例如6280362803等。等。 光電隔離器，一是抗干擾，二是電隔離，光電隔離器，一是抗干擾，二是電隔離，l由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)由于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率較大，可在微型機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間增加一級(jí)光電隔離器，

25、以防強(qiáng)功率的干擾信器之間增加一級(jí)光電隔離器，以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。如下圖號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。如下圖步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)接口電路0 00 01 10 01 11 11 10 00 0l只要按一定的順序，改動(dòng)只要按一定的順序，改動(dòng) P1.0P1.2 三位通電三位通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。l步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：l 判斷旋轉(zhuǎn)方向；判斷旋轉(zhuǎn)方向；l 按順序傳送控制脈沖；按順序傳送控制脈沖；l 判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。l程序框圖程

26、序框圖l下面以三相雙三拍為例說(shuō)明這類(lèi)程序的設(shè)下面以三相雙三拍為例說(shuō)明這類(lèi)程序的設(shè)計(jì)計(jì).（2 2步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)控制程序流程圖三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)控制程序流程圖 ORG ORG0100H0100HROUNT1ROUNT1：MOVMOV A A，#N#N；步進(jìn)電機(jī)步數(shù)；步進(jìn)電機(jī)步數(shù)AA JNB JNB00H00H，LOOP2LOOP2；反向，轉(zhuǎn)；反向，轉(zhuǎn) LOOP2LOOP2LOOP1LOOP1： MOVMOV P1P1，#03H#03H；正向，輸出第一拍；正向，輸出第一拍 ACALLACALLDELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A A0 0，轉(zhuǎn)，

27、轉(zhuǎn)DONEDONE JZ JZDONEDONE MOV MOVP1P1，06H06H；輸出第二拍；輸出第二拍 ACALLACALLDELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONEDONE JZ JZDONEDONE MOV MOVP1P1，05H05H；輸出第三拍；輸出第三拍 ACALLACALLDELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDECA A；A0A0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP1LOOP1 JNZ JNZ LOOP1LOOP1 程序。根據(jù)上圖可寫(xiě)出如下步進(jìn)電機(jī)控制程序程序。根據(jù)上圖可寫(xiě)出如下步進(jìn)電機(jī)控制程序 AJMP DONE AJMP DONE ；A A0 0，

28、轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONEDONELOOP2LOOP2： MOVMOV P1 P1，03H03H；反向，輸出第一拍；反向，輸出第一拍 ACALL DELAY ACALL DELAY ；延時(shí)；延時(shí)DEC ADEC A；A A0 0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)DONDON JZ JZ DONE DONE MOV P1 MOV P1，05H05H；輸出第二拍；輸出第二拍 ACALL DELAYACALL DELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDEC A A JZ JZ DONE DONE； MOVMOV P1 P1，06H06H；輸出第三拍；輸出第三拍 ACALL DELAYACALL DELAY；延時(shí)；延時(shí) DECDEC A A ；A0

29、A0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP2LOOP2 JNZ JNZ LOOP2 LOOP2DONEDONE： RETRETDELAYDELAY： 對(duì)于節(jié)拍比較多的控制程序， 通常采用循環(huán)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。作法：作法：把環(huán)型節(jié)拍的控制模型按順序存放在內(nèi)存單元中，把環(huán)型節(jié)拍的控制模型按順序存放在內(nèi)存單元中，逐一從單元中取出控制模型并輸出。逐一從單元中取出控制模型并輸出。節(jié)拍越多，優(yōu)越性越顯著。節(jié)拍越多，優(yōu)越性越顯著。 以三相六拍為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，以三相六拍為例進(jìn)行設(shè)計(jì)， 其流程圖如下圖所示。其流程圖如下圖所示。 （3 3循環(huán)程序循環(huán)程序三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖ROUTN2ROUTN2LOOP

30、LOOP0 0LOOP2LOOP2LOOP1LOOP1ORGORG8100H8100HROUTN2ROUTN2：MOVMOVR2R2，COUNTCOUNT；步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)；步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)LOOP0LOOP0： MOVMOVR3R3，#00H#00HMOV DPTRMOV DPTR，#POINT#POINT；送控制模型指針；送控制模型指針JNBJNB00H00H，LOOP2LOOP2；反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP2LOOP2LOOP1LOOP1： MOVMOVA A，R3R3；取控制模型；取控制模型MOVCMOVCA A，A+DPTRA+DPTRJZJZLOOP0LOOP0；控制模型為；控制模型為00H00H，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)LOOP0LOOP0MOVMOVP1P1，A A；輸出控制模型；輸出控制模型ACALLACALLDELAYDELAY；延時(shí)；延時(shí)INCINCR3R3；控制步數(shù)加；控制步數(shù)加1 1DJNZDJNZR2R2，LOOP1LOOP1；步數(shù)未走完，繼續(xù)；步數(shù)未走完，繼續(xù)RETRET根據(jù)上圖所示三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制程序如下：根據(jù)上圖所示三相六拍步進(jìn)電機(jī)控制程序如下：LOOP2LOOP2： MOVMOV A A，R3R3；求反向控制模型的偏移