ARM单片机的步进电机控制系统设计.docx

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1、ARM单片机的步进电机控制系统设计 摘 要：现如今人们生活中已广泛的涉入单片机的限制系统，随着大家对此技术的追捧使得该功能也越来越强大。在步进电机限制系统设计中有很多的样式，文章将对ARM单片机系统的设计进行探讨，在对于企业的生产成本上来讲ARM单片机不仅是能够降低成本同时还能够提高产品的精度，这将使电机限制系统能够更好改善并获得一条提高工业效益的有效途径。 关键词：ARM；限制系统；步进电机 中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7732 （2022） 02-0000-02 在增加数字限制系统中步进电机是个重要执行元件，在机电一体化设备和自动化设备中得到广泛的应用。

2、步进电机在很多制造业中成为了核心地位，例如在机器人、打印机、数控机床和绘图仪等设备上都是以步进电机为核心。在工业中也是同样，但是由于工业中的一些设备大多老旧跟不上时代的步伐，由于过时导致设备的储容量小好用性不强，在此同时就应当实现步进电机驱动上的位移和速度的精密度显示和限制。文章将采纳ARM7TD MI内核的S3C44BOX处理器来实现步进电机的驱动上须要的条件。 一、工作原理 在电脉冲信号变换相应的直线位移和相应的角位移中须要通过步进电动机来执行该指令。在载重未超过要求范围的状况下，电机的在转动的速度和位置的停止都是取决于脉冲信号中的脉冲数和频率，在负载上不会受到很大的影响；在电机侧转一个步

3、距角秩序加一个脉冲的信号，在电机旋转方向变更上也能通过通电依次的变更而变更。目前有较多种类的步进电机，其中结构可分为两相和多相、反应式和激励式两种。 在步进机当中包含着众多特性，步进机特性分别有这几点：一、在步进电机当中的误差是无累积误差的，唯有周期性的误差。二、步进电机并不受到负载改变上的影响，步进机中的脉冲数与步距角是成一个正比上的关系。三、在变更转动方向上，可通过变更脉冲依次来实现。四、停止时的步进电机具有自锁的实力。五、步进机在运用的过程中非常便利操作，他速度的响应性上较好，主要体现在停止、易于启动、正反转。 二、系统的限制组成与原理 在描述系统的限制与组成原理上，将例举ARM步进机在

4、限制方案结构中最典型的依次如下图1所示。 在完全的系统中是通过步进电机、ARM单片机、限制面板和驱动电路进行组成。在交互界面上主要是通过限制面板来完成，通过与ARM的通信，实现对监控功能中的操作，脉冲信号由ARM单片机发出由信号安排，步进电机将功率放大来带动负载。 （一）安排电机工作信号。在脉冲安排过程中可通过CPLD来进行限制器上的安排，选择四相步进电机来对被控对象。有两种方式在常用四相电机工作中，步角距为9度的四相八拍为AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-AB，步距角为18度的四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB1。 （二）产生的脉冲信号。脉冲信号的产生是由S3C44BOX完成，在占

5、空比例上一般脉冲信号约占0.30.4左右，占空比越大那么电机转速就越高。 （三）驱动器上的细分。在运用中若步进机的步距角不能够满意条件时，可对步进电机采纳细分驱动的方式，通过变更细分驱动器中相邻电流的A、B，以此来限制步进电机的运转变更合成磁场中的夹角。 （四）功率。在步进电机驱动系统中最为重要的部分是将功率放大。在步进电机中动态平均电流能够让步进电机保持肯定的转速，并不是静态电流下能够保持。在电机中力矩若越大那么平均电流则越大，要想达到平均电流都大那便须要驱动系统来尽量的克制电机反电势。所以在驱动方式上应当依据不同场合来采纳，驱动的方式到目前为止有以下几种：细分数、恒电压、恒电流、恒压串电阻

6、和凹凸压驱动等。通过这些方式来提高步进电机的动态性能，将功率放大和信号安排组成步进电机的驱动电源。 三、步进电动机系统软件设计 在软件开发平台上选用了ADS1.2作为系统开发的工具。C语言的标准特性在ADS1.2编译器上得到供应，在扩展功能上增加了较多的专用工具利用例如ARM S3C44BOX来设计。供应了强大的调试系统和友好的用户界面，在开发ARM单片机应用程序上非常便捷2。 在限制脉冲信号上是有限制系统ARM S3C 44BOX发出，再由可编程的逻辑CPLD器件来进行安排性的脉冲，在可编程逻辑器件中CPLD是一个较丰富的可编程I/O。可编程在系统中，操作起来非常的敏捷便利，在逻辑器件上不但

7、可以实现常规的该功能，还可以在实现时序逻辑较为困难的功能，与单片机接口一样都能够作为一个外设来实现对单片机中所须要的功能。在连接信号上CPLD芯片管脚主要有以下几种信号：JTAG接口信号、I/O口、电源信号、外部时钟信号、地信号和片选限制信号。8MHz外部的有源晶体振荡器在系统CPLD模块中采纳，在CPLD中接入了全局时钟并输入管脚3。 系统在对限制步骤和电机驱动中如上所述。首先系统由AD S1.2来作为开发工具的软件，对步进电机经过在线开发出限制的程序，在调试胜利后将S3C44BOX写到FLASH开发板上。 四、结束语 通过RAM单片机的步进电机限制系统设计中，实现在转动距离和转速上的监测和

8、精确限制，在步进电机的系统数据处理上速度较快、产品成本低且精密度高等牢靠性的优点。能够降低整个系统中的体积便于携带并且性价比高，在简洁的操作上非常适用于大家并且维护过程更加便利。 参考文献： 1宣财鑫.PLC脉冲限制步进电机技术J.机车车辆工艺，2022（11）：33-34. 2周立功.ARM微限制器基础与实战M.北京：航空高校出版社，2022（13）：45-46. 3张永华.步进电机运动限制系统硬件部分的设计J.装备制造技术，2022（05）：73-73. 作者简介秦秀常（11010-），男，河南商丘人，讲师，在职探讨生，探讨方向：电路与系统、电气自动化。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页