细分步进电机控制电路软件设计

本课题以AT89C51单片机为核心,采用软硬件协同仿真的方法,使步进电机执行开始、暂停、复位、正反转、加减速、细分等控制要求。软件部分包括步进电机细分部分、系统复位部分、AT89C51初始值设置部分、中断程序部分、速度控制程序部分、DA转换程序部分等部分。在程序运行中,首先初始化程序,然后判定是否启动,如果程序启动的话,开始设置各种标志位初始值,然后判断采用哪种细分方式,设置细分标志值,调用所需的细分函数和子程序。在程序运行当中,明确好中断程序的优先级,按下按键的时候,跟据中断程序优先级中断正在服务的运行程序。而控制则是通过单片机和EPROM的软件编程来完成步进电机细分驱动器的设计。在L298中来实现电机的正反转,在DAC0832中通过D/A转换程序对信号进行转换,然后在DAC0832的输出端接功率放大电路,最后通过将硬件电路与软件结合得出仿真结果。关键词 步进电机细分,单片机,正反转(加减速)控制,电机驱动目录
1绪论..............................................................1
1.1 步进电机的历史来源和研究意义..........................1
1.2 步进电机的应用前景..............................................2
1.3 课题的研究方向.........................................2
2步进电机的设计要求................................................2
2.1 细分步进电机总体设计要求.............................2
2.2 控制系统的硬件组成....................................2
2.3 步进电机的细分方案选择..........................................3
3系统的硬件介绍....................................................4
3.1 时钟电路.
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2 控制系统的硬件组成....................................2
2.3 步进电机的细分方案选择..........................................3
3系统的硬件介绍....................................................4
3.1 时钟电路..............................................4
3.2 复位电路...............................................5
3.3 按键电路...............................................6
3.4 细分选择及输出电路设计..............................6
3.5 环形分配器电路设计...................................7
3.6 波形输出电路..........................................8
4程序设计..........................................................9
4.1 主程序设计........................................9
4.2 定时器程序设计.....................................18
4.3 细分程序设计.........................................20
4.4 DAC0832的DA转化程序.................................25
4.5步进电机速度控制程序.................................26
5仿真与调试........................................................29
5.1 调试与仿真结果.......................................29
结论.................................................33
致谢.......................................................34
参考文献.....................................................35
附录:硬件总路图,寄存器L296写入细分总数据,正反转相序总数据
1绪论
1.1 步进电机的历史来源和研究意义
步进电机的应用发展已经大约有80年了。步进电动机以其重要的特点,在数字化制造中有着不可替代的作用。步进电机由于拥有迅速启停、精确步进、直接显示接收数字量等特点,因此在数控系统中得到广泛应用。不过由于步进电机一直存在步距角较大和低速振动等问题,让步进电机在高精度场合下不能够很好的应用。为了很好解决这个问题,需要对步进电机的步距角进行准确的细分。本设计采用了用单片机控制系统来实现步距角的细分,主要应用恒频脉冲调宽细分驱动技术来进行研究,并且以单片机系统为主要核心的微控制系统进行系统程序控制的研究与设计。
由于对步进电机的需求逐渐增加,对步进电机的质量要求也变得越来越高。在现代化办公设备中,可以看到步进电机得到广泛应用,比如打印机、传真机、空调器、雕刻机等仪器,同时也可以看到步进电机在科技领域的得到广泛应用,比如航天航空领域、医疗设备领域、企业办公自动化领域、电子计算机领域和家庭生活领域等等多可以发现它们的身影。所以对步进电机的步进角精度的控制、材料、最高温度、噪声大小和性能的稳定性多有不同程度的要求。步进电动机以其自身显著的特点,在现代的社会制造当中有着无可取代的地位。随着数字化技术和计算机行业的发展,在未来步进电机将会获得更多的应用。
1.2 步进电机的应用前景
步进电机的应用范围非常的广泛,在未来基于单片机细分的步进电机的应用前景也会变得十分的可观。我们觉得现在的步进电机应该向生活简约型转变,现在人们的生活水平逐渐提高,生活的质量也被越来越多的人所重视。细分步进电机如果向大家生活需求方面转变,变得容易操作,携带方便,体积适合,方便大家使用。它将会大大的改善人们的生活环境,发展生产力,为社会节约大量的劳动力,简化人们的时间,方便人们的业余生活。它将会被大家所喜爱,也因此同时自身能够得到足够的发展,从而充满生活的各方各面。
1.3

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