基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究

時(shí)間：2021-10-23 15:15:51

關(guān)鍵字：單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 控制系統(tǒng) 研究仿真

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[導(dǎo)讀]摘要：近年來(lái)，步進(jìn)電機(jī)憑借其定位精度高、使用方便、性價(jià)比高、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。文中利用C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，介紹了其總體方案、主控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤、晶振電路模塊等，并使用Protues繪制仿真圖，與編程軟件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試仿真。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)正確有效。

引言

步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)，憑借其定位精度高、使用方便、性價(jià)比高、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，在辦公自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化和計(jì) 算機(jī)外部設(shè)備等領(lǐng)域中受到廣泛應(yīng)用 [1,2]，故對(duì)其控制系統(tǒng)的研究頗為重要。

本文采用 C52 單片機(jī) [3,4] 設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，并使用 Protues 繪制仿真圖，同時(shí)與編程軟件（Keil4）進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試仿真，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)使用便捷、有效。

1 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介

步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，根據(jù)電子電路的原理將直流電變?yōu)榉謺r(shí)供電、多相時(shí)序控制的電流，用分時(shí)電流為步進(jìn)電機(jī)供電，使步進(jìn)電機(jī)正常工作，而驅(qū)動(dòng)器就是一種能為其分時(shí)供電，多相時(shí)序的控制器[5,6]。

步進(jìn)電機(jī)在不超過負(fù)載的情況下，其轉(zhuǎn)速、停止的位置只由脈沖頻率以及脈沖數(shù)決定，而負(fù)載以外的變化對(duì)其無(wú)影響，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，便會(huì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定好的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（步距角），其旋轉(zhuǎn)按設(shè)定方向一步步運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)通過控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到精準(zhǔn)定位。同時(shí)也可通過控制脈沖頻率來(lái)控制其速度與加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

2 硬件設(shè)計(jì)

本文以 STC89C52 單片機(jī)為核心處理器，將按鍵作為輸入模塊，以控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、步進(jìn)，并實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)選用 28BYJ-48 型四相八拍式步進(jìn)電機(jī)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖 1 所示。