步进电机的驱动与测速 课程设计说明书_图文

1、单片机应用系统课程设计 说明书专业年级:姓名:指导老师:目录一、步进电机 . 21、步进电机介绍 . 22、步进电机分类 . 23、技术指标 . 34、步进电机工作原理 . 4二、单片机最小系统及电源电路 . 51、最小系统 . 52、电源电路 . 6三、步进电机驱动电路 . 61、驱动电路 . 62、单电压型驱动电源 . 73、对驱动电源的要求 . 7四、显示电路 . 8五、程序设计 . 81、正反转程序 . 82、测速计算程序 . 93、显示程序 . 94、双四拍及八拍驱动程序 . 10六、程序流程图 . 11七、调试结果及分析 . 12一、步进电机 1、步进电机介绍2、步进电机分类 3、

2、技术指标 4、步进电机工作原理(1工作原理 (2驱动方式电机驱动方式可以采用双四拍 (AB BC CD DA AB 方式, 也可以采用单四拍 (A B C D A 方式, 或单、 双八拍 (A AB B BC C CD D DA A 方式。 各种工作方式的时 序图如下:(高电平有效 二、单片机最小系统及电源电路1、最小系统单片机的最小化系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件, 主要可以分成时钟电路 和复位电路。 (1时钟电路 (2复位电路2、电源电路用固定式三端集成稳压电路 7805设计制作连续可调直流稳压的实际电路如图所示,图 中 R1取 220, R2取 680主要用来调整输出电压。输出

3、电压 UoUxx(1+R2/R1,该电路可 在 512V 稳压范围内实现输出电压连续可调。 其中 1接整流器输出电压, 2为公共地, 3为 5V 输出电压三、步进电机驱动电路1、驱动电路步进电机的驱动可以选用专用的电机驱动模块,在本实验中采用达林顿驱动器 ULN2803, 该芯片单片最多可一次驱动八线步进电机。 达林顿管 步进电机与单片机的连接2、单电压型驱动电源输入脉冲为 0时, VT 截止; 输入脉冲为 1是, VT 导通, 在接通瞬间, 电容 C 短接电阻 R , 电流由 E L C VT ,电阻在电流达到恒定后起限流作用,此时电流由 E L R VT 。 输入脉冲消失后, VT 截止,

4、 L 两端将产生一感应电压,增加二极管 D 续流,续流电 流 :LR D L 。电路图如下:3、对驱动电源的要求理想驱动电源使电机绕组电流应尽量接近矩形波, 实际上, 步进电机是感性负载, 绕组中电 流不能突变,而是按指数规律上升或下降 , 从而使整个通电周期内,绕组电流平均值下降, 电机输出转矩下降。而当电机运行频率很高时, 电流峰值显著小于额定励磁电流, 从而导致电机转矩进一步下降, 严重时不能启动。为了提高步进电机动态特性, 必须改善电流波形, 使前后沿陡度增大, 方法有电阻法和电压 法,本次课程设计采用单电压型驱动电源。 四、显示电路在本实验中, 采用总线方式驱动八段显示管时, 故将八

5、段的驱动方式选择开关拨到 “ 内驱 ” 位置。实验仪提供了 6 位 8段码 LED 显示电路,采用动态方式显示。 8位段码、 6位位码是由两 片 74LS374输出,将 KEY/LED CS 接到 CS0上,则段码地址为 08004H ,位码地址为 08002H 。五、程序设计1、正反转程序实验采用单四拍驱动方式,反转只需把 START 子程序中的 #30H改为 #34H即可,具体实 现程序如下:部分显示电路 2、测速计算程序实验以定时器 T0作为计数器,定时器 T1作为定时器每 0.2ms 中断一次,以方式 2工作。3、显示程序由于使用实验箱的内驱显示方式,将 KEY/LED CS 接到 C

6、S0上,则段码地址为 08004H ,位 码地址为 08002H 。 4、双四拍及八拍驱动程序双四拍START: MOV P1,#09H ACALL DELAY MOV P1,#03H ACALL DELAY MOV P1,#06H ACALL DELAY MOV P1,#0CH ACALL DELAY LJMP STARTDELAY: MOV R0,#100 LOOP: MOV R1,#200 DJNZ R1,$ DJNZ R0,LOOP RETEND 八拍START: MOV P1,#09H ACALL DELAY MOV P1,#01H ACALL DELAY MOV P1,#03H A

7、CALL DELAY MOV P1,#02H ACALL DELAY MOV P1,#06H ACALL DELAY MOV P1,#04H ACALL DELAY MOV P1,#0CH ACALL DELAY MOV P1,#08H ACALL DELAY LJMP STARTDELAY: MOV R0,#100 LOOP: MOV R1,#200 DJNZ R1,$ DJNZ R0,LOOP RETEND六、程序流程图程序由初始化程序、中断初始程序、步进电机正反转驱动程序、 转速计算程序、 显示程序 等组成,总体流程图如下: 七、调试结果及分析程序清单:ORG 0000HLJMP MAI

8、NORG 001BH;定时器 1中 断入口LJMP T_1ORG 002FHMAIN:MOV SP,#6FH;给堆栈赋 地址;MOV SCON,#0C0H MOV TMOD,#2EH;定时 器 T0作为计数器,定 时器 T1作为定时器每 0.2ms 中断一次,工作 方式为方式 2MOV TL1,#37H;0.2ms MOV TH1,#37HMOV TL0,#00H;计数器 低 8位清零MOV TH0,#00H;计数器 高 8位清零SETB EA;允许中断 ;SETB ET1;允许定时器 /计数器 1中断SETB TR1;启动定时器 1 SETB TR0;启动计数器 0 MOV P1,#00HM

9、OV R4,#200MOV R5,#50MOV 30H,#01H;正转 MOV 31H,#02HMOV 32H,#04HMOV 33H,#08HMOV 34H,#08H;反转 MOV 35H,#04HMOV 36H,#02HMOV 37H,#01H START: MOV R0,#30H;#34H反转MOV R3,#4LOOP:MOV A,R0MOV P1,ALCALL DELAYINC R0DJNZ R3,LOOPSJMP STARTDELAY:MOV R7,#25DL1:MOVR6,#100;25*100*2=5msDL2: DJNZ R6,DL2DJNZ R7,DL1RETSHUZI:DB

10、0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H; 共阳极;DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,07FH,6FH; 共阴极顺T_1:DJNZ R4,LOOP2DJNZ R5,LOOP1MOV A,TL0;LCALL LEDMOV TL0,#00HMOV R4,#200MOV R5,#50LOOP2: RETILOOP1: MOV R4,#200RETILED:MOV B,#10;每 2s 读一次数,则转速n=m*60/2*3,即n=10mMUL AB;脉冲数乘 10得 转速,存于 A 中 MOV B,#100DIV ABPUSH ACCMOV A,BMOV DPTR,#SHUZI MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8004H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#8002H MOV A,#01HMOVX DPTR,A LCALL DELAY1POP ACCMOV B,#10DIV ABPUSH ACCMOV A,BMOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8004H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#8002H MOV A,#02HMOVX DPTR,A LCALL DELAY1POP ACCJZ