基于DSP的步进电机控制模块设计 .pdf

DSP《 题目:基于 DSP 的步进电机控制模块设计 * 名： *** 院 系： 电力学院 专 业： 电子科学与技术 学 号： ********* 指导教师： ** 完成时间: 2016 年 12 月 31 日 摘要 电动机控制是工业自动化进程中一个相当重要的组成部分，随着工业自动控 制对电动机控制产品需求的不断增加，现代电动机控制技术也变得越来越重要， 微处理器已经广泛用于电动机控制领域。由于处理数据量的增加和对实时性的要 求不断提高，传统的基于单片机的控制策略越来越不能满足需要，随着数字信号 处理器（DSP）的迅速发展及性价比的不断提高，数字信号处理器应用于电动机 控制领域已经成为一种趋势。因此研究 DSP 在控制系统中的应用也有重要的意 义。 关键词：电动机控制；步进电动机；数字信号处理器；控制系统 目录 摘要 1 课程设计题目、内容与要求 1 1.1 设计内容 1 2.步进电机的介绍 1 2.1 步进电机的概念 1 2.2 步进电机的原理 1 2.3 步进电机的分类 1 3 系统设计 2 3.1 DSP 芯片的选择 2 3.2 系统框图 2 3.3 步进电机的 DSP 控制2 3.3.1 芯片在电机控制中的应用 2 4.硬件电路设计 3 4.1 驱动电路 4 4.2 时钟电路 4 4.3 复位电路设计 5 4.4 外部存储器设计 5 4.5JTAG 仿真接口6 5 程序设计 7 5.1 流程图 7 5.2 程序 8 6 实验现象 8 7.总结 9 8.参考文献 9 附录： 10 1 课程设计题目、内容与要求 1.1 设计内容 利用 DSP 设计一个步进电机控制模块。掌握使用 DSP 的扩展 I/O 端口控制外 围设备信息的方法。掌握使用 DSP 通用计时器的控制原理及中断服务程序的编 程方法。了解步进电机的控制方法。 1.2 具体要求 （1）完成硬件各部分的设计 （2）软件部分的设计。 2.步进电机的介绍 2.1 步进电机的概念 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数， 而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机 按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从 而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加 速度，从而达到调速的目的。 2.2 步进电机的原理 当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转 一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋 转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一 个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正 比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动 机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。 2.3 步进电机的分类 目前常用的有三种步进电动机： (1)反应式步进电动机 (VR)。反应式步进电动机结构简单，生产成本低， 步距角小；但动态性能差。 (2)永磁式步进电动机 (PM)。永磁式步进电动机出力大，动态性能好； 但步距角大。 1