研究生机电系统计算机控制课件

机电系统计算机控制应用实例

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第1节 步进电机控制 步进电机是一种以数字脉冲信号控制的电机装置， 步进电机是一种以数字脉冲信号控制的电机装置，将 相对的信号转变为输出的旋转角度， 相对的信号转变为输出的旋转角度，每一个基本旋转角度 称为一个步进角度，此乃步进电机名称的由来， 称为一个步进角度，此乃步进电机名称的由来，因此它可 以做精确的定位。常见的步进角度为1 若输入200 以做精确的定位。常见的步进角度为1.8度，若输入200 个控制脉冲即可令电机旋转一圈。步进电机的主要特性: 个控制脉冲即可令电机旋转一圈。步进电机的主要特性: 1.电机的旋转角度与输入脉冲数成比例 角度的误差小， 电机的旋转角度与输入脉冲数成比例， 1.电机的旋转角度与输入脉冲数成比例，角度的误差小， 而且不会产生累积的误差。 而且不会产生累积的误差。 2.可以数字脉冲控制信号做开路方式控制 可以数字脉冲控制信号做开路方式控制， 2.可以数字脉冲控制信号做开路方式控制，避免使用复杂 的反馈控制电路，降低系统制作成本。 的反馈控制电路，降低系统制作成本。 3.利用输入脉冲的频率高低即可做转速的调整 利用输入脉冲的频率高低即可做转速的调整。 3.利用输入脉冲的频率高低即可做转速的调整。 4.电机的启动 停止、加速、减速、正反转反应快， 电机的启动、 4.电机的启动、停止、加速、减速、正反转反应快，容易 控制。 控制。 5.直接连至负载如轮子 做超低速同步运转。 直接连至负载如轮子， 5.直接连至负载如轮子，做超低速同步运转。 6.步进电机的结构简单 可靠性高， 步进电机的结构简单， 6.步进电机的结构简单，可靠性高，几乎不须要太多的保 使用寿命长。 养，使用寿命长。

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1.2步进电机控制方式 一般步进电机的驱动方式可以采用以下3 种方式： 1.单相激磁控制 2.二相激磁控制 3.半步激磁控制

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1.2.1单相激磁控制

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1.2.2.二相激磁控制

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1.2.3 半步激磁控制

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1.3 步进电机应用

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;****************************步进电机的驱动 步进电机的驱动*************************************** 步进电机的驱动 ; 步进电机的驱动信号必须为 脉冲信号 转动的速度和脉冲的频率成正比 脉冲信号!!! 转动的速度和脉冲的频率成正比!!! ; 本步进电机步进角为 7.5度 . 一圈 360 度 , 需要 48 个脉冲完成 个脉冲完成!!! 度 ;--------------------------------------------------------------------------------; A组线圈对应 P2.4 组线圈对应 ; B组线圈对应 P2.5 组线圈对应 ; C组线圈对应 P2.6 组线圈对应 ; D组线圈对应 P2.7 组

线圈对应 ; 正转次序 AB组--BC组--CD组--DA组 (即一个脉冲 正转 7.5 度) 正转次序: 即一个脉冲,正转 组 组 组 组 即一个脉冲 ;----------------------------正转 正转-------------------------正转 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R3,#144 正转 3 圈共 144 脉冲 START: JZ START 对 A 的判断 当 A = 0 时则转到 START 的判断,当 MOV R0,#00H MOV P2,A START1: LCALL DELAY MOV P2,#00H INC R0 MOV A,R0 DJNZ R3,START1 MOV DPTR,#TABLE MOV P2,#00H MOVC A,@A+DPTR

LCALL DELAY1

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;-----------------------------反转-----------------------MOV R3,#144 反转一圈共 144 个脉冲 DELAY: MOV R7,#40 步进电机的转速 START2: M3: MOV R6,#248 MOV P2,#00H DJNZ R6,$ MOV R0,#05 DJNZ R7,M3 START3: RET MOV A,R0 DELAY1: MOV R4,#20 2S 延时 MOV DPTR,#TABLE 子程序 MOVC A,@A+DPTR DEL2: MOV R3,#200 JZ START2 DEL3: MOV R2,#250 MOV P2,A DJNZ R2,$ CALL DELAY DJNZ R3,DEL3 INC R0 DJNZ R4,DEL2 DJNZ R3,START3 RET MOV P2,#00H TABLE: LCALL DELAY1 DB 30H,60H,0C0H,90H 正转表 LJMP MAIN DB 00 正转结束 DB 30H,90H,0C0H,60H 反转表 DB 00 反转结束 END

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单片机驱动电路2

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#include <AT89X51.h> static unsigned int count; static unsigned int endcount; void delay(); void main(void) { count = 0; P1_0 = 0; P1_1 = 0; P1_2 = 0; P1_3 = 0; //允许 允许CPU EA = 1; //允许CPU 中断 //设定时器 设定时器0 TMOD = 0x11; //设定时器0和1为 16位模式 位模式1 16位模式1 //定时器 定时器0 ET0 = 1; //定时器0 中断允许 TH0 = 0xFC; //设定时每隔 TL0 = 0x18; //设定时每隔 1ms中断一次 1ms中断一次 //开始计数 TR0 = 1; //开始计数 startrun:

P1_3 = 0; P1_0 = 1; delay(); P1_0 = 0; P1_1 = 1; delay(); P1_1 = 0; P1_2 = 1; delay(); P1_2 = 0; P1_3 = 1; delay(); goto startrun; } //定时器0中断处理 void timeint(void) interrupt 1 { TH0=0xFC; TL0=0x18; //设定时每隔1ms中断一次 count++; } void delay() { endcount=2; count=0; do{}while(count<endcount); }

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/P1.0~P1.3口接一排步进电机A,B,NA.NB四个驱动器的输入端 P3.0~P3.2接3个开关 控制三种运行方式 P3.3 P3.4分别控制正反 转 #include "reg51.h" unsigned char i,c,no,P3Test; #define uchar unsigned char; #define uint unsigned int; //unsigned int m; uchar data STEP1[]={1,2,4,8}; uchar data STEP2[]={9,3,6,12}; uchar data STEP3[]={1,3,2,6,4,12,8,9}; bit S1Flag=0; void t100msint() interrupt 3 { TL0=-5000%256; TH0=-5000/256; S1Flag=~S1Flag;

}

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void forward(void) {

P3Test=P3&07; if ( P3Test==1||P3Test==2)no=4; if ( P3Test==4) no=8; for (i=0;i<no;i++) { if (P3Test==1) P1=STEP1[i]; if (P3Test==2) P1=STEP2[i]; if (P3Test==4) P1=STEP3[i]; while(S1Flag); } }

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void reverse(void) { P3Test=P3&07; if ( P3Test==1||P3Test==2)no=4; if ( P3Test==4) no=8; for (i=no;i>=1;i--) { if (P3Test==1) P1=STEP1[i-1]; if (P3Test==2)

P1=STEP2[i-1]; if (P3Test==4) P1=STEP3[i-1]; while(S1Flag); } }

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main() { unsigned char Test; TMOD=0x61; TL0=-5000%256; TH0=-5000/256; IP=0x80; TR1=1; ET1=1; EA=1; P1=0; while(1) { Test=P3&0x18; if(Test==0x08) { forward(); } else if(Test==0x10) { reverse(); } else P1=0x00; } }