完美版课件单片机步进电机控制.ppt
镇江高等职业技术学校镇江高等职业技术学校精品课程精品课程：单片机技术单片机技术学科专业：学科专业：应用电子技术应用电子技术选题名称选题名称：步进电机控制步进电机控制授课教师：授课教师：郑建华郑建华 副教授副教授 任务提出实现步进电机的正反转实现步进电机的正反转了解步进电机的工作原理了解步进电机的工作原理理解步距角的概念理解步距角的概念任务任务目标目标角度细分的方法角度细分的方法步进电机和电源组件的接线方法步进电机和电源组件的接线方法任务提出什么是步进电机？步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲冲，步步进进电电机机转转动动一一定定角角度度，带带动动机机械械转转过过一一定定角角度或度或移动一小段距离。移动一小段距离。步距角：每一个电脉冲电机所转过的机械角度。步距角：每一个电脉冲电机所转过的机械角度。步距角：每一个电脉冲电机所转过的机械角度。步距角：每一个电脉冲电机所转过的机械角度。特点特点特点特点:(1)1)每每每每来一个脉冲，电机转过一个步距角来一个脉冲，电机转过一个步距角来一个脉冲，电机转过一个步距角来一个脉冲，电机转过一个步距角 (2)(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。控制脉冲频率，可控制电机转速。控制脉冲频率，可控制电机转速。控制脉冲频率，可控制电机转速。(3)(3)改变脉冲顺序，可改变转动方向。改变脉冲顺序，可改变转动方向。改变脉冲顺序，可改变转动方向。改变脉冲顺序，可改变转动方向。反应式反应式永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度。本任务采用的是永磁式步进电机反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。两种步进电机：反应式（两种步进电机：反应式（VR）永磁式（永磁式（PM）永磁式永磁式步进电机原理怎样？步进电动机的原理结构图步进电动机的原理结构图步进电动机的原理结构图步进电动机的原理结构图如下：如下：BCIAIBIC 定子内圆周定子内圆周均匀分布着六个均匀分布着六个磁极，磁极上有磁极，磁极上有励磁绕组，每两励磁绕组，每两个相对的绕组组个相对的绕组组成一相。转子有成一相。转子有四个齿。四个齿。CABBCA3412 A相绕组通电，相绕组通电，B、C相相不通电。由于在磁场作用下，不通电。由于在磁场作用下，转子总是力图旋转到磁阻最转子总是力图旋转到磁阻最小的位置，故在这种情况下，小的位置，故在这种情况下，转子必然转到左图所示位置：转子必然转到左图所示位置：1、3齿与齿与A、A极对齐。极对齐。CABBCA34121C342CABBA 同理，同理，B相通电时，转子会转过相通电时，转子会转过30 角，角，2、4齿和齿和B、B 磁极轴线对齐；当磁极轴线对齐；当C相通电时，转子相通电时，转子再转过再转过30 角，角，1、3齿和齿和C、C磁极轴线对齐。磁极轴线对齐。如何控制？步进电机模块介绍步进电机驱动器步进电机驱动器介绍本次任务采用的驱动器SJ-230M2，是用驱动器上的拔盘开关来设定细分数及相电流的 拨盘开关开关设定定ON=0,OFF=1细分分设定（位定（位1、2、3）以）以0.9/1.8电机机为例例位位123细分数分数步距角步距角0002/20.9/0.90014/50.45/0.360108/100.225/0.1801116/200.1125/0.0910032/400.05625/0.045位位4,5 请保持在保持在 OFF位置位置!电机相机相电流流设定定(位位 6,7,8)位位678电流流位位电流流0000.5A1001.7A0011.0A1012.0A0101.3A1102.4A0111.5A1113.0A相电流设定 任务实施实施步骤：1、硬件接线2、软件编程3、通电联调硬件实施：接电源模块的24V电接电源模块的5V电接主机模块的P2.0接低电平注意点：5V和24V需共地软件实施：P2.0接cp产生步进脉冲信号，信号波形如下用定时器产生一个周期为100us的方波信号，由P2.0输出调试步骤：1、将dir接低电平，通电后运行程序，观察电机转动方向2、断电，将dir接高电平，通电运行程序，观察电机转动方向千万不要带千万不要带电操作哦！电操作哦！总结评价步进电机原理操作步骤注意事项 3.1 实验项目开发实验项目开发仿真实验项目仿真实验项目在线实验项目在线实验项目温度温度温度温度测控测控测控测控转速转速转速转速测控测控测控测控电力谐波电力谐波电力谐波电力谐波测试仪测试仪测试仪测试仪测控实验项目测控实验项目自动自动自动自动称重称重称重称重测试测试测试测试3.1 实验项目开发实验项目开发1温度测控温度测控数据通信数据通信网络共享网络共享3.2 实验系统远程实现实验系统远程实现3.2 实验系统远程实现实验系统远程实现数据通信实现数据通信实现发送端发送端(应用服务器应用服务器)接收端接收端(Web服务器服务器)Step 1Step 2 Web服务器服务器设置设置程序前面板程序前面板Web发布发布3.2 实验系统远程实现实验系统远程实现Web发布发布技术技术网络共享实现网络共享实现 程序前面板Web发布 Web服务器设置3.2 实验系统远程实现实验系统远程实现网络共享实现网络共享实现 用用LabVIEW的的Web发布技术将实验交互界面嵌发布技术将实验交互界面嵌入入HTML网页中，客户端只需在浏览器中输入正确的网页中，客户端只需在浏览器中输入正确的URL，即可查看，即可查看Web服务器中已打开的程序前面板，服务器中已打开的程序前面板，并进行远程实验操作，从而实现在用户端对设备进行并进行远程实验操作，从而实现在用户端对设备进行远程控制远程控制。Web发布技术的排队方式，使得同一时刻只有一发布技术的排队方式，使得同一时刻只有一个用户具有控制权，有效解决了多用户同时访问带来个用户具有控制权，有效解决了多用户同时访问带来的系统硬件冲突问题的系统硬件冲突问题。3.3 用户登录和用户管理用户登录和用户管理3.3 用户登录和用户管理用户登录和用户管理用户登录模块用户登录模块3.3 用户登录和用户管理用户登录和用户管理用户管理模块用户管理模块LabSQL工具包函工具包函数调用数调用LabSQLLabSQL是一个免费的、多数据库、跨平台的是一个免费的、多数据库、跨平台的LabVIEWLabVIEW数据库访问工具包，数据库访问工具包，由由PremkcPremkc Development Development公司的公司的Chris RothChris Roth和和Jeffrey TravisJeffrey Travis开发。开发。3.3 用户登录和用户管理用户登录和用户管理网络带宽网络带宽(bit)压缩率压缩率图像质量对比图像质量对比未压缩未压缩25,196,824压缩质量压缩质量10003,408,78413.53%没有变化没有变化压缩质量压缩质量500757,6563%在字附近有一些模糊在字附近有一些模糊压缩质量压缩质量0227,3040.9%不清楚不清楚3.4实现远程实时图像传输实现远程实时图像传输 -采用JPEG图像压缩技术和IMAQ Vision4 总结展望总结展望 课题以虚拟仪器技术、课题以虚拟仪器技术、WebWeb技术和数据库技术为依技术和数据库技术为依据，在据，在LabVIEWLabVIEW图形化编程开发环境下，开发了可视图形化编程开发环境下，开发了可视化的测控技术实验系统，客户端只需远程访问服务器化的测控技术实验系统，客户端只需远程访问服务器端，浏览内嵌在网页中的交互界面，进行实验操作、端，浏览内嵌在网页中的交互界面，进行实验操作、数据采集测试、分析和设备控制等，通过逼真的实验数据采集测试、分析和设备控制等，通过逼真的实验环境的营造和交互操作，使实验可以取得接近真实的环境的营造和交互操作，使实验可以取得接近真实的效果。效果。4 总结展望总结展望展望展望:扩充远程实验系统应用范围和内容，设计开发更扩充远程实验系统应用范围和内容，设计开发更多的具有实际应用意义的测控实验项目；多的具有实际应用意义的测控实验项目；在现有的基础上，进一步完善远程协同工作的能在现有的基础上，进一步完善远程协同工作的能力。开发网上实验预约功能，这样学生在进行远力。开发网上实验预约功能，这样学生在进行远程实验之前，先进行实验预约和查询，使得实验程实验之前，先进行实验预约和查询，使得实验系统的管理能更加高效和完善；系统的管理能更加高效和完善；
