2022年步进电机控制报告 .pdf
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1、步进电机驱动设计组员:时间:2011-7-18 一、摘要本设计主要实现用按键控制步进电机四相单拍、四相双拍和四相八拍三种方式切换,正、反转及其加、减速,并能在LCD 上显示其运行状态(速度和转向)。二、题目分析与方案论证设计课题:步进电机驱动设计实验以下功能:1.按键控制步进电机实现正转和反转;2.控制步进电机加、减速。设定五个速度等级,按键实现加速、减速;3.结合转速测量装置检测电机转动速度,通过 1602 显示电机的运行状态(速度、转向)。题目分析:用 c8051f020 单片机系统,使步进电机的四相A、B、C、D 轮换通电,实现电机转动。方案论证:方案一:软件设计,整步驱动,对于整步驱动
2、方式,电机是走一个整步,对于一个步进角是3.6 的步进电机,整步驱动是每走一步是走3.6。电机整步驱动相序如下:AB CDA。这种驱动方式无论在硬件或软件上都是相对简单,从而驱动器制造成本容易得到控制。但是,使用这种方式驱动步进电机,低速时电机会抖动,噪声会比较大。方案二:软件设计,半步驱动,对于半步驱动方式,电机是走一个半步,如对于一个步进角是3.6 的步进电机,半步驱动是每走一步,是走1.8(3.6/2)。这种的驱动方式的驱动相序:AAB BBC C CD D DA A。半步驱动一方面使电机的步进分辨率提高了一倍,且电机运转会更为平稳。方案三:硬件设计,可以把单片机系统直接连接步进电机电路
3、。这样可以使电路设计简洁化,但是单片机供电小于5V,而电机驱动电压为+12V,这样,操作不当即有可能把电机和单片机烧坏。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 6 页 -方案四:硬件设计,把单片机系统和步进电机电路用光耦隔离器隔开。这样可以有效的避免电路的损坏。但是要选择合适的光耦器件,电路也稍微复杂。综上论证,在设计时,既要有效的避免了软件上的瑕疵,又要避免了电路的损坏,所以选用方案二和方案四。三、系统设计总体框图:C8051f020单片机电源+5V键盘LCD 显示步进电机电源+12V步进电机硬件电路设计原理图:因为光耦的驱动电流为510mA,=100,设定 Ic=5m
4、A,则 Ib=Ic/=50A,单片机端口高电平为+5V,R1=5/Ib=10K,光感的发光二极管两端电压近似为1V1.2V,所以R2=(3.3-1.1)/7330。选用的光耦隔离器的电流传递约为1:34,所以发射极电流约为1520mA,R3、R4 可以不加,TIP122 为达林顿管,工作在饱和状态,电流足够驱动步进电机转动。经测试,实际值符合设计理论值。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 6 页 -四、软件设计1、主程序流程图开始系统初始化步进电机正转D键有无按下步进电机反转YND键有无按下NYLCD 显示状态及转速LCD 显示状态及转速2、键盘程序流程图键盘初始化A
5、键有无按下延时加 1ms,转速减慢YB键有无按下延时减 1ms,转速加快Y保持不变N保持不变N3、转速测量流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 6 页 -开始系统初始化LCD 显示读取转速值调整T0中断定时一秒中断返回T1中断进行计数中断返回4、程序设计与分析a、正转程序void zspeed()/正转程序 if(count time_ms)/计数次数大于time_ms 毫秒 P0=bujinki;/P0 口调用数据表count=0;/计数次数清零i+;/表中数据加1 if(i7)i=0;/表调用完了,重新读表 b、反转程序,与正转程序类同,不予叙述。c、键盘程序
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