步进电机驱动控制程序--设计.pptx

步进电机及其驱动控制程序 一，实现功能 ：设计采用AT89C51单片机控制实现步进脉冲分配驱动电路驱动步进电机运行。通过改变单片机 输出脉冲的频率实现电动机的无级调速，通过改变三相通电顺序实现电动机正反转。系统操作界面具有置数，计数显示功能，能设定步进电机的工作状态（单三拍，双三拍，单双六拍的正反转），并记录电动机运行的步数，动态观察各工作状态。1，键盘设计如图1—01.0~9：数字键。*：工作状态，正逆转数设定后，按“*”启动电机。#：清楚设定为正转及转数为00.A：设定正逆转。按“A”键则LED指示灯亮，表示逆转，再按则LED灯灭，表示正转。B:单三拍运行方式C：双三拍运行方式D：单双六拍运行方式 键盘 键盘内码图1—02123A456B789C*0#D0102030C0405060D0708090E0A000B0F 2.控制过程：1）送电时，设定为正转，显示器显示“00”.2）输入转数，显示器将显示输入转数，“B”“C”“D”键设定工作状态，按“A”设定正逆转，LED指示灯亮表示逆转，LED灯灭表示正传，然后按“*”，步进电机开始运转3）步进电机每转一步，显示器减一，直至00，步进电机停止运转。二，总体方案1，系统设计根据功能需求设计本控制系统的结构框图如图2—01所示。 图2—02步进电机控制结构框图控制系统包括：键盘输入模块，显示，指示模块以及步进电机控制及驱动模块。键盘输入模块主要完成数据输入及控制输入，显示模块完成步数的显示。步进电机模块主要是 由单片机输出控制码到驱动机构控制步进电机运转。 键盘 单片机 显示 步进电机控制2，关键技术关键技术解决步进电机的控制技术【步进电机简介】 步进电机根据工作原理分为反应式，永磁式，永磁感应式三类。以永磁式步进电机为例，介绍步进电机基本结构和工作原理。 永磁式步进电机的转子是用永磁材料制成的，转子本身就是个磁源，它的输出转矩大，动态性能好。断电时有定位转矩，消耗功率较低；转子地级数与定子地级数相同，所以步距角较大，启动和运行频率较低，并需要正负脉冲信号。但在其相应相序上加上反向绕组，就不需要负脉冲。永磁式步进电机有三相：U,V,W.工作方式有： 三相单三拍，即uvwu顺序通电 三相双三 拍，即uvvwwuuv顺序通电 三相六拍，即u uvv v w wu顺序通电 其中双三拍循环通电，这种方式有一相线圈在过渡过程中不断电，因而运行较平稳。六拍通电方式步距角减少二分之一，并且启动转矩增大。步进电机控制系统由环形脉冲，功率放大器等组成，如图2—03所示。 图2—03驱动控制系统组成框图 脉冲信号的产生及分配一般有单片机产生。本设计采用三相感应式步进电机。功率放大器是驱动系统最为重要的部分步进电机在一定转速下转矩取决于他的动态平均电流而非静态电流。平均电流越大，电机力矩越大。三，硬件设计 根据系统需求，设计硬件电路如图03—01所示。实物图如图03—02. 系统有键盘输入转数，设定工作方式，正反转后，按确认键。单片机根据设定又p1口送出控制码经74LS04和达林顿管驱动步进电机转动。同时，LED数码管显示设定步数，步进电机每转一步，数码管显示的数字减一，当减至零时，步进电机停止转动。四，软件设计1，软件设计原则脉冲信号信号分配功率放大器步进电机03—01步进电机控制器电路 步进电机的控制程序能够根据键盘的设定改变电动机的转动方向，转动步数。根据步进电机与单片机的接口和有效电平方式，输出控制字。表4—1给出电动机的通电顺序和控制方式字。若通电方向相反，电动机反转。控制模型如表4—1所示。图4—1方式 p2端口（电平有效0，无效1）十六进制通电绕组765432（B相）1（B相）0(A相)三相单三拍111111100FEHA111111010FDHB111110110FBHC三相双三拍111111000FCHAB111110010F9HBC111110100FAHCA 三相单双六拍111111100FEHA111111000FCHAB111111010FDHB111110010F9HBC111110110FBHC111110100FAHCA3，程序流程图和功能程序代码 主流程图如图4—3所示。按键中断程序流程图4—4所示。 中断入口读取键码值开始计算键值 初始化JMP A+@DPTR 开中断单步运行设定六拍设定运行步数设定启动停止设定双三拍设定正反转设定显示驱动电机运行中断返回三相双拍程序流程图如图所示步进电机控制程序 ANY是否正转P2=0FEHP2=0FEH延时延时YYA-1=0?A-1=0？NNP2=0FBHP2=0FDH返回双三拍相关代码： ORG 2000HROUTN1：