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基于单片机的步进电机的控制系统 基于单片机的步进电机的控制系统

格式:word 上传:2022-06-25 15:34:08

《基于单片机的步进电机的控制系统》修改意见稿

1、“.....速度值存储区送初值决定步进电机的启动速度,对方向值存储区送初值决定步进电机旋转方向等内容。若初始化速度和方向初始值均设为,就意味着步进电机按四相单四拍运行,系统上电后在没有操作的情况下,步进电机不旋转,方向值显示,速度值显示,主程序流程图如图所示。定时中断设计步进电机的转动主要是给电机各绕组按定的时间间隔连续不断地按规律通入电流,步开始初始化速度值为启动开关为停止计时器显示启动计时器延时停止计时器图主程序流程图进电机才会旋转,时间间隔越短,速度就越快。在这个系统中,这个时间间隔是用定时器重复中断定次数产生的,即调节时间间隔就是调节定时器的中断次数,因而在定时器中断程序中,要做的工作主要是判断电机的运行方向发下个脉冲,以及保存当前的各种状态。程序流程图如图所示。外部中断设计外部中断所要完成的工作是根据按键次数,改变速度值存储区中的数据该数据为定时器的中断次数,这样就改变了步进电机的输出脉冲频率,也就是改变了电机的转速......”

2、“.....其程序流程为原数据,当值等于时,不改变原数值返回,小于时,数据加后返回速度减少按钮,当原数据不为,减保存数据,原数据为则保持不变。程序流程图如图所示。中断返回中断入口发速度脉冲读方向指示重送相关状态恢复现场保护现场中断次数图定时中断程序流程图外部中断入口保护现场延时去抖中断返回速度值恢复现场速度上或限值按钮是否弹起图外部中断程序流程图源程序汇编语言程序汇编程序如下为转速等级标志,共级,即为方向标志中断次数标志外部中断入口地址,加速子程序外部中断入口地址,减速子程序定时器中断入口地址,控制中断次数来达到控制转速,工作于定时软件置位启动,模式位计时器定时计数器允许中断外部中断为电平触发方式,低电平有效外部允许中断开总中断四相单四拍运行,共阳数码管方向显示,速度值显示查表获取等级对应数码管代码第二个数码管变压器将的电压转换为的电压,再利用桥堆整流使交流电变成直流电,最后分别利用和芯片得到和的电压。电路板焊接好以后......”

3、“.....焊接好以后需要仔细检查。用万用表分别检测从和第三个端口出来的是否是和,结果发现两端电压正常,两端电压非常不稳定。用万用表仔细检查了每根线,发现了原因,电路板存在虚焊的现象。再次将电路板焊好,检查好以后,用万用表检测两端输出电压,结果正确,电源准备工作完毕。步进电机的转动及解决办法步进电机开始不能正常转动,以为是电路焊接有问题,为了防止再次出现虚焊,首先将电路板用万用表检查了遍,没问题。程序也是正确的。后来仔细看了步进电机工作原理,原来步进电机要正常实现正反转,四个相序必须弄清。把电机接上电源,用高电平分别接触电机的引线,每接触下电机就会向前或向后转动下,经过几次试验,终于搞清了电机的四个相序,排列顺序分别是,。弄清了相序,把电路板重新布线,焊接好,结果电机能够正常转动了。第六章结论本设计通过分析步进电机结构工作原理,查阅步进电机控制系统的相关科技文献,遵循实用简单可靠和低成本的原则,设计了种既可用于精度要求不高,但控制需完备的场合。对本次设计......”

4、“.....利用其强大的功能,把键盘和显示电路有机的结合起来,组成个操作方便交互性强的控制系统。而且整个系统所包含的技术几乎包括了现本科学校控制专业所要求的知识,有利于实践教学取得最大效果。键盘电路和显示电路采用了动态扫描技术,节约了单片机资源。系统软件采用结构化设计,具有易维护性,根据用户新的要求,对软件系统进行少量的修改,使系统功能得到定程度的提高。致谢在老师的指导下,经过近几个月的努力下基于单片机的步进电机控制系统终于设计完成了,在此我对老师给予帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我帮助的电工部门高凯,张新两位同事。在毕业设计过程中,王恺老师在百忙之中对我的设计给予了细致的指导和建议,对我的辅导耐心认真,并给我们提供了大量有关资料和文献,使我的这次设计能顺利完成。通过这次毕业设计使我对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进步的巩固。参考文献张家生电机原理与拖动基础北京北京邮电大学出版社,马淑华,王凤文......”

5、“.....张健,马淑华计算机控制技术北京北京邮电大学出版社,华成英,童诗白模拟电子技术基础北京高等教育出版社,张靖武,周灵彬单片机系统的设计与仿真北京电子工业出版社,张友德单片微型机原理应用与实验上海复旦大学出版社,李夙异步电动机转矩控制北京机械工业出版社,王效华单片机原理与应用北京交通大学出版社,黄夷白电机与电气控制中国海洋大学出版社,孔凡才自动控制原理与系统机械工业出版社,显示转速等级准备判断转向第个数码管显示,表示正转第个数码管显示,表示不转第个数码管显示,表示反转接启动开关,时启动停止定时计数器第个数码管显示,表示不转第二个数码管显示,表示转速为重新赋初值不等于,即初始速度不为零,则转移到停止定时计数器开启定时计数器延时子程序以下为定时器中断程序,查询方向标志,接换向开关若不等于,即正转,则转移到记录上次电机脉冲状态循环右位循环左移位把转速级别赋给接换向开关,即换向位,若,则跳到只要不等于......”

6、“.....接增速开关,低电平有效,若,则退出最大等级为,若不等于,则转移到若,则退出本条指令为防止开关按下去后弹不起,导致直产生中断以下为减速中断程序为外部中断位,接减速开关,低电平有效,若,则退出经仿真,小于时,由于脉冲太快,会出现失步,第五章调试与检测程序编译时的及处理办法把编好的程序包括正反转程序停止程序显示程序等合理安排好结合到起进行编译。由于编译只能检查是否存在语法,所以还要看是否存在逻辑。程序修改好以后,当显示编译,警告的时候,这说明已经没有语法了,是否有逻辑还要看接上电路板通过仿真以后,步进电机能否正常转动,显示是否正常。出现的及解决办法电路的工作离不开电源,所以电源是必不可少的。电源采用的是利用,即。如果按反序通电换相,即,则电机就反转。其他方式情况类似。步进电机的速度控制如果给步进电机发个控制脉冲,它就转步,再发个脉冲,它会再转步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整送给步进电机的脉冲频率,就可以对步进电机进行调试......”

7、“.....运转时会有步进感。为了使电机转动平滑,减小振动,可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波,可以减小步进电机的步进角,跳过电机运行的平稳性。在步进电机停转时,为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑,则需采用合适的锁定波形,产生锁定磁力矩,锁定步进电机的转轴,使步进电机转轴不能自由转动。步进电机的加减速控制在步进电机控制系统中,通过实验发现,如果信号变化太快,步进电机由于惯性跟不上电信号的变化,这时就会产生堵转和失步现象。所有步进电机在启动时,必须有加速过程,在停止时波形有减速过程。理想的加速曲线般为指数曲线,步进电机整个降速过程频率变化规律是整个加速过程频率变化规律的逆过程。选定的曲线比较符合步进电机升降过程的运行规律,能充分利用步进电机的有效转矩,快速响应性好,缩短了升降速的时间,并可防止失步和过冲现象。在个实际的控制系统中,要根据负载的情况来选择步进电机。步进电机能响应而不失步的最高步进频率称为启动频率......”

8、“.....电机的启动频率停止频率和输出转矩都要和负载的转动惯量相适应,有了这些数据,才能有效地对电机进行加减速控制。加速过程有突然施加的脉冲启动频率。步进电机的最高启动频率突跳频率般为到,而最高运行频率则可以达到,以超过最高启动频率的频率直接启动,会产生堵转和失步的现象。在般的应用中,经过大量实践和反复验证,频率如按直线上升或下降,控制效果就可以满足常规的应用要求。用实现步进电机的加减速控制,实践上就是控制发脉冲的频率。加速时,使脉冲频率增高,减速则相反。如果使用定时器来控制电机的速度,加减速控制就是不断改变定时中断的设定值。速度从变化,如果是线性增加,则按给定的斜率加减速如果是突变,则按阶梯加速处理。在此过程中要处理好两个问题速度转换时间应尽量短。为了缩短速度转换的时间,可以采用建立数据表的方法。结合各曲线段的频率和各段间的阶梯频率,就可以建立个连续的数据表,并通过转换程序将其转换为定时初始表。通过在不同的阶段调用相应的定时初值......”

9、“.....定时初值的计算是在定时中断外实现的,并不占用中断时间,保证电机的高速运行。保证控制速度的精确性。要从个速度准确达到另个速度,就要建立个校验机制,以防超过或未达到所需速度。图步进电机运行过程中频率变化曲线步进电机的换向控制步进电机换向时,定要在电机降速停止或降到突跳频率范围之内在换向,以免产生较大的冲击而损坏电机。换向信号定要在前个方向的最后个脉冲结束后以及下个方向的第个脉冲前发出。对于脉冲的设计主要要求其有定的脉冲宽度脉冲序列的均匀度及高低电平方式。在高速下的正反向切换实质包含了降速换向加速个过程。步进电机有如下特点步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比,因此当它转转后,没有累计误差,具有良好的跟随性。由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统,既非常方便廉价,也非常可靠。同时,它也可以有角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。步进电机的动态响应快,易于启停正反转及变速。④速度可在相当宽的范围内平滑调节,低速下仍能保证获得很大的转矩......”

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