本系統(tǒng)選用單片機(jī)智能操控四相步進(jìn)電機(jī)。經(jīng)過按鍵能夠調(diào)四相步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方法,以及其滾動(dòng)的圈數(shù)。用LCD顯現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方法和滾動(dòng)的圈數(shù)。LED燈能夠顯現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的作業(yè)狀況。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向滾動(dòng)一個(gè)固定的視點(diǎn)。能夠經(jīng)過操控脈沖個(gè)數(shù)來操控角位移量,從而到達(dá)精確定位的目的;一起能夠經(jīng)過操控脈沖頻率來操控電機(jī)滾動(dòng)的速度和加速度,從而到達(dá)調(diào)速的目的。單片機(jī)完成的步進(jìn)電機(jī)操控系統(tǒng)具有成本低、運(yùn)用靈敏的特色,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)操控以及各種可控的有定位需求的機(jī)械東西等應(yīng)用領(lǐng)域。
基本原理
一、步進(jìn)電機(jī)作業(yè)原理
步進(jìn)電機(jī)按相數(shù)分可分為:單相,雙相和多相三種。以下用三相單拍步進(jìn)電機(jī)為例剖析步進(jìn)電機(jī)的作業(yè)原理:
設(shè)A相通電(B、C兩相不通電),發(fā)生A-A’軸線方向的磁通,并經(jīng)過轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合回路。這時(shí)A、A’極就變成電磁鐵的N、S極。在磁場的效果下,轉(zhuǎn)子總是力求轉(zhuǎn)到磁阻最小的方位,也即是要轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子的齒對齊A,A’極的方位;接著B相通電(A、C兩相不通電),轉(zhuǎn)子便逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過30度,齒對齊B,B’極的方位;C相通電,轉(zhuǎn)子的齒和C、C’極對齊。
二、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法
1、單4拍勵(lì)磁方法
本系統(tǒng)選用四相步進(jìn)電機(jī)。單四拍勵(lì)磁方法即所選用的勵(lì)磁方法是依照A、B、C、D、A的次序替換進(jìn)行線圈的勵(lì)磁,每拍只要一個(gè)繞組通電。
2、雙4拍勵(lì)磁方法
即所選用的勵(lì)磁方法是依照AB、BC、CD、DA、AB的次序替換進(jìn)行線圈的勵(lì)磁,每拍有兩個(gè)繞組通電。
3、8拍勵(lì)磁方法
即所選用的勵(lì)磁方法是依照A、AB、B、BC、C、CD、D、DA的次序替換進(jìn)行線圈的勵(lì)磁。
三、本系統(tǒng)各部分硬件電路
1、單片機(jī)模塊
用51單片機(jī)作為主操控模塊,完成對LCD的顯現(xiàn)操控;
對步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁方法的挑選以及旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的操控。按鈕作為輸入操控信號(hào),LED燈作為作業(yè)狀況顯現(xiàn)信號(hào)。單片機(jī)的18、19腳選用內(nèi)部時(shí)鐘銜接2、LCD顯現(xiàn)模塊
P0口和LCD的數(shù)據(jù)口相連,作為輸出地I/O口。排阻RP1作為上拉電阻。
P2.0~P2.3別離和LCD的位挑選端口相連。本系統(tǒng)選用的LCD是7SEG-MPX4-CC-BLUE共陰數(shù)碼管。當(dāng)位挑選端低電平的時(shí)分有用,相應(yīng)的位被挑選顯現(xiàn)。
數(shù)碼管的左邊第一位用于顯現(xiàn)勵(lì)磁方法;當(dāng)顯現(xiàn)0時(shí),表明8拍勵(lì)磁方法;當(dāng)顯現(xiàn)1時(shí),表明單4拍勵(lì)磁方法;當(dāng)顯現(xiàn)2時(shí),表明雙4拍勵(lì)磁方法。數(shù)碼管右邊兩位用于顯現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)滾動(dòng)圈數(shù)。
3、步進(jìn)電機(jī)模塊
ULN2003A是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)芯片,用來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動(dòng)電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL COMS,由達(dá)林頓管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。ULN是集成達(dá)林頓管IC,內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢的二極管,它的輸出端允許經(jīng)過電流為200mA,飽滿壓降VCE約1V左右,耐壓BVCEO約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)預(yù)算。選用集電極開路輸出,輸出電流大,故可直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器,也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。一般單片機(jī)驅(qū)動(dòng)ULN2003時(shí),上拉2K的電阻較為適宜,一起,COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。B1~B4別離操控步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)相A、B、C、D。
4、指示燈顯現(xiàn)模塊
P2.5~P2.7別離和黃、綠、紅三盞燈相連,黃燈指示回轉(zhuǎn),綠燈指示正轉(zhuǎn),紅燈指示中止。
5、按鈕操控模塊
按鈕zz操控步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);按鈕fz操控步進(jìn)電機(jī)回轉(zhuǎn);按鈕stop操控作業(yè)中的步進(jìn)電機(jī)暫停;按鈕tx在暫停狀況用于操控步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方法;按鈕++在暫停狀況用于添加步進(jìn)電機(jī)滾動(dòng)的圈數(shù);按鈕--在暫停狀況用于削減步進(jìn)電機(jī)滾動(dòng)的圈數(shù)。
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