步进电机调速系统2.doc

基于MCS—51系列单片机的步进电机调速系统 姓名： 指导老师： 日期： 摘 要 步进电机也叫步进器，它利用电磁学原理，将电能转换为机械能，人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行，步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中，只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置，步进电机就一定能派上用场。 一、步进电机详细调速原理 步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电的调速。具体的延时时间可以通过软件来实现。 这就需要采用单片机对步进电机进行加减速控制,实际上就是改变输出脉冲的时间间隔,单片机控制步进电机加减法运转可实现的方法有软件和硬件两种 ,软件方法指的是依靠延时程序来改变脉冲输出的频率,其中延时的长短是动态的,软件法在电机控制中, 要不停地产生控制脉冲, 占用了大量的CPU 时间,使单片机无法同时进行其他工作;硬件方法是依靠单片机内部的定时器来实现的,在每次进入定时中断后,改变定时常数,从而升速时使脉冲频率逐渐增大,减速时使脉冲频率逐渐减小,这种方法占用CPU 时间较少,在各种单片机中都能实现,是一种比较实用的调速方法。 二、硬件设计 本次设计以CPU选用89C5l作为步进电机的控制芯片．89C51的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上．使用方便等优点，而且完全兼容MCS5l系列单片机的所有功能。 驱动电路的选择： 因从CPU输出的脉冲信号特别小，固应先经过PWM8713脉冲分配器对脉冲进行分配并经过放大然后再经过光耦驱动来驱动步进进电机。 PWM8713芯片介绍如下； 图3-2-1PWM8713的引脚图 PMM8713 功能介绍 PMM8713 是专用的步进电机的步进脉冲产生芯片,它适用于三相和四相步进电机。如图3-2-1所示PMM8713 的引脚,Cu 为加脉冲输入端,它使步进电机正转,Cp 为减脉冲输入端,它使步进电机反转,Ck为脉冲输入端,当脉冲加入此引脚时,Cu 和Cp 应接地,正反转由U/ D 的电平控制,EA 和EB 用来选择励磁方式的,可以选择的方式有一相励磁、二相励磁和一二相励磁,ΦC 用来选择三、四相步进电机,Vss 为芯片工作地,R 为芯片复位端,Φ4～Φ1 为四相步进 脉冲输出端,Φ3～Φ1 为三相步进脉冲输出端,Em 为励磁监视端,Co 为输入脉冲监视端,VDD为芯片的工作电源( + 4～ + 18V).其具体的原理框图如3-2-2所示: 图3-2-2 驱动电路框图 显示电路与键盘的选择 显示电路的用8279芯片来驱动 8279芯片的具体介绍如下： 1) DB0～DB7：双向数据总线。在CPU于827数 据与命令的传送。 2) CLK：8279的系统时钟，100KHZ为最佳选择。 3) RESET：复位输入线，高电平有效。当 RESET 输入端出现高电平时，8279被初始复位。 4) /CS：片选信号。低电平使能，使能时可将命令写入8279或读取8279的数据。 5) A0：用于区分信息的特性。当A0=1时，CPU向8279写入命令或读取8279的状态；当A0为0时，读写一数据。 6) /RD：读取控制线。/RD=0,8279会送数据至外部总线。 7) /WR：写入控制线。/WR=0,8279会从外部总线捕捉数据。 8) IRQ：中断请求输出线，高电平有效。当FIFO RAM 缓冲器中存有键盘上闭合键的键码时，IRQ线升高，向CPU请求中断，当CPU将缓冲器中的输入键数的数据全部读取时，中断请求线下降为低电平。 9) L0～SL3：扫描输出线，用于对键盘显示器扫 描。可以是编码模式（16对1）或译码模式（4对1）。 10) ～RL7：反馈输入线，由内部拉高电阻拉成高电平，也可由键盘上按键拉成低电平。 11) FT、CNTL/STB ：控制键输入线，由内部拉高电 阻拉成高电平，也可由外部控制按键拉成低电平。 12) TB0～3、OUTA0～3：显示段数据输出线，可分别作为两个半字节输出，也可作为8位段数据输出口，此时OUTB0为最低位， OUTA3位最高位。 13) 消隐输出线，低电平有效。当显示器切换时或使用消隐命令时，将显示消隐。 8279引脚图 三、 软件设计 显示子程序的设计 图4-1 显示程序流程图 键盘子程序的设计 图4-2键盘程序流程图 图4-3主程序流程图 四　正反转程序流程图 （