單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計論文

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1單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1LED和鍵盤設(shè)計

為了能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器的對話，單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計了3*4鍵盤以及4*8LED數(shù)碼管，人們可以直接對其進(jìn)行控制。該系統(tǒng)通電后，通過鍵盤輸入控制步進(jìn)機(jī)的運轉(zhuǎn)、啟動以及轉(zhuǎn)動方向等，由LED管動態(tài)清晰顯示步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)速。器件8279能夠控制系統(tǒng)鍵盤的輸入以及LED的輸出，進(jìn)而減少單片機(jī)工作的承載，8279在控制系統(tǒng)工作的過程中，將鍵盤輸入的信息進(jìn)行掃描，利用其抖功能，避免事故的發(fā)生。（下圖為LED和鍵盤模塊）

1.2放大和驅(qū)動設(shè)計

邏輯轉(zhuǎn)換器是步進(jìn)機(jī)控制過程中的脈沖分配器，其是CMOS集成電路，其輸出的源電流為20毫安，能夠應(yīng)用于三相以及四相步進(jìn)機(jī)，其工作可以選擇以下6種激進(jìn)方式進(jìn)行控制；其中，對于三相步進(jìn)電機(jī)有1、2、1-2相；對于四相步進(jìn)電機(jī)有1、2、1-2相，其輸入的方式有單、雙時鐘選擇方式，其具有正向控制、方向控制、監(jiān)視原點、初始化原位等功能。PMM8713器件主要由激勵方式判斷、控制以及時鐘設(shè)置等部分組成，所有的輸入端都設(shè)置有秘制的電路，進(jìn)而提高抗外界干擾的能力。PMM8713輸出能夠接受功率驅(qū)動電路，其通過驅(qū)圖1LED和鍵盤模塊動器，輸出最大的工作電流，以滿足電機(jī)工作的需求。單片機(jī)通過調(diào)節(jié)相關(guān)端口的脈沖信號，控制步進(jìn)機(jī)的運行狀態(tài)、運轉(zhuǎn)方向以及運轉(zhuǎn)速度等。

2單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1單片機(jī)程序設(shè)計

通過中斷脈沖信號，計算步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)步數(shù)以及圈數(shù)，并對其進(jìn)行記錄；實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)速速的控制；采用端口的中斷程序關(guān)閉其相關(guān)程序，將電機(jī)控制在停機(jī)狀態(tài)；通過中斷電機(jī)的開啟部位，將其轉(zhuǎn)換到運行狀態(tài)，實現(xiàn)電機(jī)的運行；PMM8713的U和D端口通過輸出高電平，達(dá)到控制步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)方向的目的；8279將其接口與自身的8個數(shù)據(jù)連接口進(jìn)行連接，當(dāng)單片機(jī)運行到鍵盤部位時，采用相關(guān)端口中斷其工作狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到控制步進(jìn)機(jī)的啟動、停止、速度以及方向等，并將其反饋給8279，利用LED將其顯示，明確其運轉(zhuǎn)的速度以及方向。

2.2PC上位機(jī)設(shè)計

設(shè)計PC上位機(jī)的主要目的就是控制步進(jìn)電機(jī)，利用單片機(jī)中相關(guān)部位，實現(xiàn)人與機(jī)的對話，其利用單片機(jī)發(fā)出執(zhí)行命令，實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的有效控制。其中，單片機(jī)接受的執(zhí)行命令會存儲在相關(guān)軟件中，其與儲存在片內(nèi)的Flash的相關(guān)地址進(jìn)行比較，不沖突的信息就儲存在其中，如與其中儲存的信息發(fā)生沖突，就會自動中斷，有效的保護(hù)電機(jī)的正常運行。同時，此軟件在運行的過程中，應(yīng)該對晶振中的USART模塊進(jìn)行設(shè)置，其相關(guān)的控制軟件由VB6.0對其進(jìn)行編寫，采用MSComm軟件實現(xiàn)實時通訊。

3結(jié)語

電機(jī)控制系統(tǒng)利用單片機(jī)實現(xiàn)控制整個機(jī)器的工作，其使用的可靠性較高。在其工作的狀態(tài)下，為其提供較為便捷的控制方案。通過控制步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)方向。云狀速度以及工作狀態(tài)等，提高步進(jìn)電機(jī)的工作效率具有非常重要的作用。同時，該系統(tǒng)還能夠控制三相電機(jī)和四相電機(jī)，其有PC上位機(jī)對整個步進(jìn)電機(jī)的運行進(jìn)行控制，使該系統(tǒng)在環(huán)境惡劣的情況下運行，確保人員的安全狀態(tài)；此外，該系統(tǒng)還具有使用范圍廣、操作簡單、成本低廉、實用性強(qiáng)等優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用在實際生活的各大領(lǐng)域中，并能夠發(fā)揮其獨特地作用，進(jìn)而提高步進(jìn)電機(jī)的工作效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

作者：陳曉紅 單位：黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息學(xué)院