0.引言步进电机是1种纯数字控制电动机它将电脉冲信号转换成相应位置的转换装置是与输入脉冲对应的增量驱动元件当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩时它就能实现快速起、停另外它的步距角和转速不受电压和负载变化的影响也不受环境条件如温度、气压、冲击和震动等影响仅与脉冲频率和脉冲数有关因此非常适合于单片机控制由于步进电机有快速响应特性并且无积累误差仅有小于7d的误差在许多数控装置及仪器设备上都得到广泛应用文中设计利用了单片机对步进电机对进行数字控制。在这个控制系统中,控制器是核心,它负责发脉冲和LCD显示的控制。下文对电机速度的控制及显示做出了详细的介绍。1总体方案设计系统框图如(1)所示,本系统主要由5部分组成,即:步进电机,步进电机驱动器,控制电路,LCD显示,执行元件。本文重点介绍步进电机控制电路,LCD显示两部分。
步进电机控制器
步进电机驱动器
步进电机
LCD显示
码盘
执行机构
图1
系统框架
f2系统设计21步进电机的控制系统步进电机的控制系统主要由单片机,晶振电路,复位电路,步进电机驱动器等组成。如图(2)所示。
晶振电路
步进电机驱动
复位电路
AT89C51
器
键盘
图2步进电机控制电路(1)晶振电路单片机的时钟信号通常用两种电路方式获得:内部震荡方式和外部震荡方式,在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器,就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器。当外接晶振后,就构成了自激震荡器并产生震荡时钟脉冲,内部震荡方式的外部电路如图(3)所示,本系统选C1和C2为30PF
f图3(2)复位电路:复位电路如图(4)所示:
晶振电路
图4复位电路a当系统上电时,C3导通,RESET键至高,系统复位。b当S1按下,支线2导通,RESET键至高,系统复位。(3)步进电机脉冲产生在采用单片机的步进电机开环系统中,控制系统的CP脉冲的频率实际上就是控制步进电机的运行速度。系统可以用两种方法实现:1延时;2定时。在本电路设计中,采用了步进电机驱动器,步进电机驱动器及其接线电路如图(5)所示,其脉冲的输入由单片机的定时器发出,在软件中由软件来实现。
f控5V制机
驱动器
两项混合式步进电机
AABBDCDC
DC电源10V40V
说明:在电路中,由于其他方面考虑,没有接方向信号和脱机信号两根线,读者可根据实际情况自行使用。脉冲信号由单片机T0定时器中断发出,能产生任意周期的定时信号,可以通过调节脉冲频率r