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基于单片机的步进电机控制系统研究

2014-09-01欧阳宏达

新媒体研究 2014年11期
关键词:脉冲控制器电机

欧阳宏达

摘要文章介绍了步进电机的基本结构以及驱动器构成,提出了基于单片机的步进电机的脉冲分配和速度调节方法,给出了脉冲频率调节的实现方法和实用程序,同时还提出了步进电机加减速控制的几种方案及其微机控制。对现实工作中的步进电机控制系统研究具有十分重要的意义,文章中的研究理论,可以对我们的工作内容进行有效的指导,对提高工作质量和效率具有十分重要的作用。希望文章的内容能对今后工作予以正确的指导。

关键词步进电机;控制系统

中图分类号:TM34 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)11-0047-02

不管是对于制造业来说还是对人们的生活来说,都要求技术越来越先进,发展的速度越来越快。人们对各种工具的功能和使用精度也在不断的提高,尤其是计算机的水平发展起来之后,计算机计算已经广发的应用于制造业和人们的生活领域中了。人们为了提高各种动力元器件的精度开始使用了步进电机,在人们生活中用到的很多电器元件和数控车床、数控铣床、数控刨床等数控设备中也应用了步进电机。所谓的步进电机实际上就一个动力执行元件,它的动作是接受外部控制器发送的一个电脉冲信号,然后这个脉冲信号再控制电动机的转向和转动角度的大小,从而实现对电动机的精确控制和调控,目前步进电机使用的范围也越来越大。怎样实现步进电机的控制也是一个很重要的问题,随着电子技术的快速发展,控制步进电机的方式也越来越多,当前使用较多的方式是使用工控计算机对步进电机的动作进行控制。还有使用可编程控制器对步进电机的动作实现控制的,但是这两种控制方式都会造成步进电机控制器的体积较大,成本较高。单片机是最近几年发展起来的新型控制器,它的体积小,成本低也在渐渐的发展为了步进电机的控制器,单片机控制步进电机也进入例如一个新的时代。单片机控制步进电机能够大大的提高步进电机动作的精度和较少步进电机的反应时间。

1步进电机单片机控制系统的设计

要保证控制系统够能够满足对步进电机的转向、转速和转动角的随意控制。也要满足操作人员容易进行操作,并且有很好的人机界面。

图1控制系统原理框图

步进电机的操作系统也和其他的控制系统一样,是由硬件和软件构成的。硬件部分就是指单片机、电源部分、显示器、输入部分和驱动部分构成的;软件就要能够实现输入部分的控制、步进电机的转速和转向记忆转动角的控制,也要实现显示部分的控制即显示步进电机实时的转速、转向以及转动的时间和转动的角度,这个控制系统结构如图1所示。在设计软件的时候主要使用计算机对单片机AT89S 51进行编程,这样的结构比较简单,能够清晰易读。

1)步进电机的工作过程。控制系统实现对步进电机的控制的原理是:在单片机里面编写好控制程序,然后接通电源运行单片机的程序,这时单片机的IO输出口发送一定波形脉冲,就能控制步进电机的动作。与此同时显示器上也会显示出步进电机的运动状态,如图2所示。

当步进电机在工作的过程中要能够实现对步进电机的任意控制,就要在单片机上接入输入模块,这样就能够实现对操作参数的改变,实现对步进电机的实时控制。这样在单片机上只需留出P1接口用于连接外部的输入模块即可,然后再将P2接口连接参数输出模块即可。这样就不需要使用外部电路就能实现参数的输入和输出,使整个控制系统变的很容易操作和可见性强。脉冲信号的输出是从单片机的P3接口处接4个引脚来完成脉冲信号的输出,然后脉冲信号就会控制步进电机的驱动,从而实现步进电机的动作。

2)步进电机控制系统软件设计。对于一个完整的控制系统来说,除了要有一个好的硬件系统还有具备一个性能优异的软件系统作为支撑。要实现步进电机的正常和可靠运行,就要保证硬件和软件系统的可靠性。

进行控制程序编写的时候要先对单片机的各个接口进行定义。要先将电机驱动函数定义下来;然后再把液晶显示屏上的编码定义下来;最后把初始化函数的预设定义下来。首先定义形液晶发送数据指令;先对显示屏左半屏进行写数据然后对右半屏写数据;然后写设定写入数据地址;接着设定左半屏、右半屏写入数据开始地址;发送清屏指令。主函数开始时首先把要固定显示的汉字编码地址送到将要显示的地址上,然后主函数进入循环通过查询按键的状态来确定步进电机的运行速度更新液晶显示数据;送相应的数据地址到液晶显示屏。

2结论

本文介绍了步进电机的一些用途,也了解一些传统的控制步进电机的方式和方法,并分析了传统控制步进电机的方式和方法的缺点。又介绍了当前使用比较多的用单片机实现对步进电机的控制的新方式,使用单片机对步进电机进行控制能够实现整个设备的体积小,控制精度高等。通过大量的调研发现:使用单片机进行步进电机的控制不仅能够节约成本还能大大的提高生产效率。

参考文献

[1]方爱平.基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D].浙江工业大学,2009.

[2]郑宝瑞,陆仲达.基于单片机的步进电机控制系统的研制[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2010(04):46-49.

endprint

摘要文章介绍了步进电机的基本结构以及驱动器构成,提出了基于单片机的步进电机的脉冲分配和速度调节方法,给出了脉冲频率调节的实现方法和实用程序,同时还提出了步进电机加减速控制的几种方案及其微机控制。对现实工作中的步进电机控制系统研究具有十分重要的意义,文章中的研究理论,可以对我们的工作内容进行有效的指导,对提高工作质量和效率具有十分重要的作用。希望文章的内容能对今后工作予以正确的指导。

关键词步进电机;控制系统

中图分类号:TM34 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)11-0047-02

不管是对于制造业来说还是对人们的生活来说,都要求技术越来越先进,发展的速度越来越快。人们对各种工具的功能和使用精度也在不断的提高,尤其是计算机的水平发展起来之后,计算机计算已经广发的应用于制造业和人们的生活领域中了。人们为了提高各种动力元器件的精度开始使用了步进电机,在人们生活中用到的很多电器元件和数控车床、数控铣床、数控刨床等数控设备中也应用了步进电机。所谓的步进电机实际上就一个动力执行元件,它的动作是接受外部控制器发送的一个电脉冲信号,然后这个脉冲信号再控制电动机的转向和转动角度的大小,从而实现对电动机的精确控制和调控,目前步进电机使用的范围也越来越大。怎样实现步进电机的控制也是一个很重要的问题,随着电子技术的快速发展,控制步进电机的方式也越来越多,当前使用较多的方式是使用工控计算机对步进电机的动作进行控制。还有使用可编程控制器对步进电机的动作实现控制的,但是这两种控制方式都会造成步进电机控制器的体积较大,成本较高。单片机是最近几年发展起来的新型控制器,它的体积小,成本低也在渐渐的发展为了步进电机的控制器,单片机控制步进电机也进入例如一个新的时代。单片机控制步进电机能够大大的提高步进电机动作的精度和较少步进电机的反应时间。

1步进电机单片机控制系统的设计

要保证控制系统够能够满足对步进电机的转向、转速和转动角的随意控制。也要满足操作人员容易进行操作,并且有很好的人机界面。

图1控制系统原理框图

步进电机的操作系统也和其他的控制系统一样,是由硬件和软件构成的。硬件部分就是指单片机、电源部分、显示器、输入部分和驱动部分构成的;软件就要能够实现输入部分的控制、步进电机的转速和转向记忆转动角的控制,也要实现显示部分的控制即显示步进电机实时的转速、转向以及转动的时间和转动的角度,这个控制系统结构如图1所示。在设计软件的时候主要使用计算机对单片机AT89S 51进行编程,这样的结构比较简单,能够清晰易读。

1)步进电机的工作过程。控制系统实现对步进电机的控制的原理是:在单片机里面编写好控制程序,然后接通电源运行单片机的程序,这时单片机的IO输出口发送一定波形脉冲,就能控制步进电机的动作。与此同时显示器上也会显示出步进电机的运动状态,如图2所示。

当步进电机在工作的过程中要能够实现对步进电机的任意控制,就要在单片机上接入输入模块,这样就能够实现对操作参数的改变,实现对步进电机的实时控制。这样在单片机上只需留出P1接口用于连接外部的输入模块即可,然后再将P2接口连接参数输出模块即可。这样就不需要使用外部电路就能实现参数的输入和输出,使整个控制系统变的很容易操作和可见性强。脉冲信号的输出是从单片机的P3接口处接4个引脚来完成脉冲信号的输出,然后脉冲信号就会控制步进电机的驱动,从而实现步进电机的动作。

2)步进电机控制系统软件设计。对于一个完整的控制系统来说,除了要有一个好的硬件系统还有具备一个性能优异的软件系统作为支撑。要实现步进电机的正常和可靠运行,就要保证硬件和软件系统的可靠性。

进行控制程序编写的时候要先对单片机的各个接口进行定义。要先将电机驱动函数定义下来;然后再把液晶显示屏上的编码定义下来;最后把初始化函数的预设定义下来。首先定义形液晶发送数据指令;先对显示屏左半屏进行写数据然后对右半屏写数据;然后写设定写入数据地址;接着设定左半屏、右半屏写入数据开始地址;发送清屏指令。主函数开始时首先把要固定显示的汉字编码地址送到将要显示的地址上,然后主函数进入循环通过查询按键的状态来确定步进电机的运行速度更新液晶显示数据;送相应的数据地址到液晶显示屏。

2结论

本文介绍了步进电机的一些用途,也了解一些传统的控制步进电机的方式和方法,并分析了传统控制步进电机的方式和方法的缺点。又介绍了当前使用比较多的用单片机实现对步进电机的控制的新方式,使用单片机对步进电机进行控制能够实现整个设备的体积小,控制精度高等。通过大量的调研发现:使用单片机进行步进电机的控制不仅能够节约成本还能大大的提高生产效率。

参考文献

[1]方爱平.基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D].浙江工业大学,2009.

[2]郑宝瑞,陆仲达.基于单片机的步进电机控制系统的研制[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2010(04):46-49.

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摘要文章介绍了步进电机的基本结构以及驱动器构成,提出了基于单片机的步进电机的脉冲分配和速度调节方法,给出了脉冲频率调节的实现方法和实用程序,同时还提出了步进电机加减速控制的几种方案及其微机控制。对现实工作中的步进电机控制系统研究具有十分重要的意义,文章中的研究理论,可以对我们的工作内容进行有效的指导,对提高工作质量和效率具有十分重要的作用。希望文章的内容能对今后工作予以正确的指导。

关键词步进电机;控制系统

中图分类号:TM34 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)11-0047-02

不管是对于制造业来说还是对人们的生活来说,都要求技术越来越先进,发展的速度越来越快。人们对各种工具的功能和使用精度也在不断的提高,尤其是计算机的水平发展起来之后,计算机计算已经广发的应用于制造业和人们的生活领域中了。人们为了提高各种动力元器件的精度开始使用了步进电机,在人们生活中用到的很多电器元件和数控车床、数控铣床、数控刨床等数控设备中也应用了步进电机。所谓的步进电机实际上就一个动力执行元件,它的动作是接受外部控制器发送的一个电脉冲信号,然后这个脉冲信号再控制电动机的转向和转动角度的大小,从而实现对电动机的精确控制和调控,目前步进电机使用的范围也越来越大。怎样实现步进电机的控制也是一个很重要的问题,随着电子技术的快速发展,控制步进电机的方式也越来越多,当前使用较多的方式是使用工控计算机对步进电机的动作进行控制。还有使用可编程控制器对步进电机的动作实现控制的,但是这两种控制方式都会造成步进电机控制器的体积较大,成本较高。单片机是最近几年发展起来的新型控制器,它的体积小,成本低也在渐渐的发展为了步进电机的控制器,单片机控制步进电机也进入例如一个新的时代。单片机控制步进电机能够大大的提高步进电机动作的精度和较少步进电机的反应时间。

1步进电机单片机控制系统的设计

要保证控制系统够能够满足对步进电机的转向、转速和转动角的随意控制。也要满足操作人员容易进行操作,并且有很好的人机界面。

图1控制系统原理框图

步进电机的操作系统也和其他的控制系统一样,是由硬件和软件构成的。硬件部分就是指单片机、电源部分、显示器、输入部分和驱动部分构成的;软件就要能够实现输入部分的控制、步进电机的转速和转向记忆转动角的控制,也要实现显示部分的控制即显示步进电机实时的转速、转向以及转动的时间和转动的角度,这个控制系统结构如图1所示。在设计软件的时候主要使用计算机对单片机AT89S 51进行编程,这样的结构比较简单,能够清晰易读。

1)步进电机的工作过程。控制系统实现对步进电机的控制的原理是:在单片机里面编写好控制程序,然后接通电源运行单片机的程序,这时单片机的IO输出口发送一定波形脉冲,就能控制步进电机的动作。与此同时显示器上也会显示出步进电机的运动状态,如图2所示。

当步进电机在工作的过程中要能够实现对步进电机的任意控制,就要在单片机上接入输入模块,这样就能够实现对操作参数的改变,实现对步进电机的实时控制。这样在单片机上只需留出P1接口用于连接外部的输入模块即可,然后再将P2接口连接参数输出模块即可。这样就不需要使用外部电路就能实现参数的输入和输出,使整个控制系统变的很容易操作和可见性强。脉冲信号的输出是从单片机的P3接口处接4个引脚来完成脉冲信号的输出,然后脉冲信号就会控制步进电机的驱动,从而实现步进电机的动作。

2)步进电机控制系统软件设计。对于一个完整的控制系统来说,除了要有一个好的硬件系统还有具备一个性能优异的软件系统作为支撑。要实现步进电机的正常和可靠运行,就要保证硬件和软件系统的可靠性。

进行控制程序编写的时候要先对单片机的各个接口进行定义。要先将电机驱动函数定义下来;然后再把液晶显示屏上的编码定义下来;最后把初始化函数的预设定义下来。首先定义形液晶发送数据指令;先对显示屏左半屏进行写数据然后对右半屏写数据;然后写设定写入数据地址;接着设定左半屏、右半屏写入数据开始地址;发送清屏指令。主函数开始时首先把要固定显示的汉字编码地址送到将要显示的地址上,然后主函数进入循环通过查询按键的状态来确定步进电机的运行速度更新液晶显示数据;送相应的数据地址到液晶显示屏。

2结论

本文介绍了步进电机的一些用途,也了解一些传统的控制步进电机的方式和方法,并分析了传统控制步进电机的方式和方法的缺点。又介绍了当前使用比较多的用单片机实现对步进电机的控制的新方式,使用单片机对步进电机进行控制能够实现整个设备的体积小,控制精度高等。通过大量的调研发现:使用单片机进行步进电机的控制不仅能够节约成本还能大大的提高生产效率。

参考文献

[1]方爱平.基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D].浙江工业大学,2009.

[2]郑宝瑞,陆仲达.基于单片机的步进电机控制系统的研制[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2010(04):46-49.

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