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步进电机控制系统设计

步进电机控制系统设计

点击数:7206 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   电动机-发电机

  所以在实际应用中,常常将R、C的值增大以提高时间常数,并且应用具有斯密特输入的CMOS反相器以提高抗干扰性。然而此复位电路常常在二次电源开关相对较短的时间间隔情况下出现异常。这主要是由于放电回路与充电回路相同,导致放电时间常数较大,从而导致UC电压下降过度。因此为了能让基本积分型复位电路避免出现这种现象,我在接地与电源间加入了两个电容,这可有效的在UC电压下降过度时起到作用。电路变为下图所示。

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  软件设计部分

  单片机AT89C2051控制步进电机程序设计的主要任务是:按顺序传递送出控制脉冲和判断所要求的控制步数是否传送完毕。总之,步进电机控制程序就是完成脉冲分配的任务,控制步迸电机按照设置转动。

  1、系统上电复位过,先经过必要的参数初始化后,便进入按键查询,等待用户的操作,当有按键按下后,程序便调用相应的子程序运行。

  2、对相应的系统参数进行初始化,包括系统上电默认运行参数设定、变量初始值载入等等。

  3、系统经过初始化后,便等待用户键入相应操作。这一模块中主要进行按键判断和显示扫描。因为键盘的扫描线和显示的扫描线是共用的,所以键盘的扫描和显示动态扫描是同时进行的。

  4、按下“启停”键,系统便开始根据设定的参数和模式进行步进电机控制脉冲输出运行。程序中按照设定参数顺序输出控制脉冲。

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  初始化流程的设计(如框上图)。

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  步进电机运行模块主流程的设计(如框上图)。

  关键问题的讨论

  步进电机的选择步进电机依相数可分为二相、三相、四相、五相电机等。相数是指电机内部的线圈组数,在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。因此在设计不同的电机电路时,所采用的设计方法各不相同,不能单一的使用同一种方法来驱动不同的电机,防止损坏整个控制系统。

  复位电路的解决由于采用以三相步进电机的特性设计系统方案,因此复位电路选用了MAX813外接看门狗电路,其电路实质上是一个单稳电路。当程序运行正常时,单片机定时给单稳电路输入触发信号,使单片机输出保持暂稳态;当干扰异常时,单片机不能给触发信号,单稳输出回到稳态引起单片机硬件复位:看门狗不仅对来自电网方面的干扰起作用,而且对来自空间等其他方面的干扰也起作用。实践证明,采用看门狗电路,死机观象可以得到有效地克服。而实际设计电机采用的是四相步进电机,因此要克服死机、掉电问题,采用修改积分型复位电路可有效解决。

  步进电机的数字控制是步进电机控制的发展趋势,用单片机对电机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。这次设计是对用单片机AT89C2051来实现步进电机控制的一次尝试。本电路经过多次改进,技术指标已经达到要求,但由于自身水平有限,电路仍然可能存在缺陷。如没有指示灯等辅助电路,有待以后改进。



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