步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與測(cè)速 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖文

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)專業(yè)年級(jí):姓名:指導(dǎo)老師:目錄一、步進(jìn)電機(jī) . 21、步進(jìn)電機(jī)介紹 . 22、步進(jìn)電機(jī)分類 . 23、技術(shù)指標(biāo) . 34、步進(jìn)電機(jī)工作原理 . 4二、單片機(jī)最小系統(tǒng)及電源電路 . 51、最小系統(tǒng) . 52、電源電路 . 6三、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 . 61、驅(qū)動(dòng)電路 . 62、單電壓型驅(qū)動(dòng)電源 . 73、對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求 . 7四、顯示電路 . 8五、程序設(shè)計(jì) . 81、正反轉(zhuǎn)程序 . 82、測(cè)速計(jì)算程序 . 93、顯示程序 . 94、雙四拍及八拍驅(qū)動(dòng)程序 . 10六、程序流程圖 . 11七、調(diào)試結(jié)果及分析 . 12一、步進(jìn)電機(jī) 1、步進(jìn)電機(jī)介紹2、步進(jìn)電機(jī)分類 3、

2、技術(shù)指標(biāo) 4、步進(jìn)電機(jī)工作原理(1工作原理 (2驅(qū)動(dòng)方式電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式可以采用雙四拍 (AB BC CD DA AB 方式, 也可以采用單四拍 (A B C D A 方式, 或單、 雙八拍 (A AB B BC C CD D DA A 方式。 各種工作方式的時(shí) 序圖如下:(高電平有效 二、單片機(jī)最小系統(tǒng)及電源電路1、最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小化系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必須的外圍元件, 主要可以分成時(shí)鐘電路 和復(fù)位電路。 (1時(shí)鐘電路 (2復(fù)位電路2、電源電路用固定式三端集成穩(wěn)壓電路 7805設(shè)計(jì)制作連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓的實(shí)際電路如圖所示,圖 中 R1取 220, R2取 680主要用來(lái)調(diào)整輸出電壓。輸出

3、電壓 UoUxx(1+R2/R1,該電路可 在 512V 穩(wěn)壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)。 其中 1接整流器輸出電壓, 2為公共地, 3為 5V 輸出電壓三、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路1、驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以選用專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,在本實(shí)驗(yàn)中采用達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器 ULN2803, 該芯片單片最多可一次驅(qū)動(dòng)八線步進(jìn)電機(jī)。 達(dá)林頓管 步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)的連接2、單電壓型驅(qū)動(dòng)電源輸入脈沖為 0時(shí), VT 截止; 輸入脈沖為 1是, VT 導(dǎo)通, 在接通瞬間, 電容 C 短接電阻 R , 電流由 E L C VT ,電阻在電流達(dá)到恒定后起限流作用,此時(shí)電流由 E L R VT 。 輸入脈沖消失后, VT 截止,

4、 L 兩端將產(chǎn)生一感應(yīng)電壓,增加二極管 D 續(xù)流,續(xù)流電 流 :LR D L 。電路圖如下:3、對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求理想驅(qū)動(dòng)電源使電機(jī)繞組電流應(yīng)盡量接近矩形波, 實(shí)際上, 步進(jìn)電機(jī)是感性負(fù)載, 繞組中電 流不能突變,而是按指數(shù)規(guī)律上升或下降 , 從而使整個(gè)通電周期內(nèi),繞組電流平均值下降, 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩下降。而當(dāng)電機(jī)運(yùn)行頻率很高時(shí), 電流峰值顯著小于額定勵(lì)磁電流, 從而導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步下降, 嚴(yán)重時(shí)不能啟動(dòng)。為了提高步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性, 必須改善電流波形, 使前后沿陡度增大, 方法有電阻法和電壓 法,本次課程設(shè)計(jì)采用單電壓型驅(qū)動(dòng)電源。 四、顯示電路在本實(shí)驗(yàn)中, 采用總線方式驅(qū)動(dòng)八段顯示管時(shí), 故將八

5、段的驅(qū)動(dòng)方式選擇開(kāi)關(guān)撥到 “ 內(nèi)驅(qū) ” 位置。實(shí)驗(yàn)儀提供了 6 位 8段碼 LED 顯示電路,采用動(dòng)態(tài)方式顯示。 8位段碼、 6位位碼是由兩 片 74LS374輸出,將 KEY/LED CS 接到 CS0上,則段碼地址為 08004H ,位碼地址為 08002H 。五、程序設(shè)計(jì)1、正反轉(zhuǎn)程序?qū)嶒?yàn)采用單四拍驅(qū)動(dòng)方式,反轉(zhuǎn)只需把 START 子程序中的 #30H改為 #34H即可,具體實(shí) 現(xiàn)程序如下:部分顯示電路 2、測(cè)速計(jì)算程序?qū)嶒?yàn)以定時(shí)器 T0作為計(jì)數(shù)器,定時(shí)器 T1作為定時(shí)器每 0.2ms 中斷一次,以方式 2工作。3、顯示程序由于使用實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)驅(qū)顯示方式,將 KEY/LED CS 接到 C

6、S0上,則段碼地址為 08004H ,位 碼地址為 08002H 。 4、雙四拍及八拍驅(qū)動(dòng)程序雙四拍START: MOV P1,#09H ACALL DELAY MOV P1,#03H ACALL DELAY MOV P1,#06H ACALL DELAY MOV P1,#0CH ACALL DELAY LJMP STARTDELAY: MOV R0,#100 LOOP: MOV R1,#200 DJNZ R1,$ DJNZ R0,LOOP RETEND 八拍START: MOV P1,#09H ACALL DELAY MOV P1,#01H ACALL DELAY MOV P1,#03H A

7、CALL DELAY MOV P1,#02H ACALL DELAY MOV P1,#06H ACALL DELAY MOV P1,#04H ACALL DELAY MOV P1,#0CH ACALL DELAY MOV P1,#08H ACALL DELAY LJMP STARTDELAY: MOV R0,#100 LOOP: MOV R1,#200 DJNZ R1,$ DJNZ R0,LOOP RETEND六、程序流程圖程序由初始化程序、中斷初始程序、步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)程序、 轉(zhuǎn)速計(jì)算程序、 顯示程序 等組成,總體流程圖如下: 七、調(diào)試結(jié)果及分析程序清單:ORG 0000HLJMP MAI

8、NORG 001BH;定時(shí)器 1中 斷入口LJMP T_1ORG 002FHMAIN:MOV SP,#6FH;給堆棧賦 地址;MOV SCON,#0C0H MOV TMOD,#2EH;定時(shí) 器 T0作為計(jì)數(shù)器,定 時(shí)器 T1作為定時(shí)器每 0.2ms 中斷一次,工作 方式為方式 2MOV TL1,#37H;0.2ms MOV TH1,#37HMOV TL0,#00H;計(jì)數(shù)器 低 8位清零MOV TH0,#00H;計(jì)數(shù)器 高 8位清零SETB EA;允許中斷 ;SETB ET1;允許定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1中斷SETB TR1;啟動(dòng)定時(shí)器 1 SETB TR0;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 0 MOV P1,#00HM

9、OV R4,#200MOV R5,#50MOV 30H,#01H;正轉(zhuǎn) MOV 31H,#02HMOV 32H,#04HMOV 33H,#08HMOV 34H,#08H;反轉(zhuǎn) MOV 35H,#04HMOV 36H,#02HMOV 37H,#01H START: MOV R0,#30H;#34H反轉(zhuǎn)MOV R3,#4LOOP:MOV A,R0MOV P1,ALCALL DELAYINC R0DJNZ R3,LOOPSJMP STARTDELAY:MOV R7,#25DL1:MOVR6,#100;25*100*2=5msDL2: DJNZ R6,DL2DJNZ R7,DL1RETSHUZI:DB

10、0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H; 共陽(yáng)極;DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,07FH,6FH; 共陰極順T_1:DJNZ R4,LOOP2DJNZ R5,LOOP1MOV A,TL0;LCALL LEDMOV TL0,#00HMOV R4,#200MOV R5,#50LOOP2: RETILOOP1: MOV R4,#200RETILED:MOV B,#10;每 2s 讀一次數(shù),則轉(zhuǎn)速n=m*60/2*3,即n=10mMUL AB;脈沖數(shù)乘 10得 轉(zhuǎn)速,存于 A 中 MOV B,#100DIV ABPUSH ACCMOV A,BMOV DPTR,#SHUZI MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8004H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#8002H MOV A,#01HMOVX DPTR,A LCALL DELAY1POP ACCMOV B,#10DIV ABPUSH ACCMOV A,BMOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8004H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#8002H MOV A,#02HMOVX DPTR,A LCALL DELAY1POP ACCJZ