設計步進電機的調(diào)焦控制系統(tǒng)方案

引言：是利用機械裝置完成的，比如凸輪機構，齒條機構；但是由于機械加工工藝復雜，其精度、點機精確地按照步進角轉動，并且由DSP進行控制，從而滿足了以上機械裝置無法完成地標達1到了調(diào)焦?jié)M意系統(tǒng)設效計果思想在光學系統(tǒng)中，采用一組物鏡，調(diào)節(jié)軸向位移，物鏡光學系統(tǒng)物象關系是：X′=f2/X其中X′——像距(目標像平面到主焦平面的距離)；X——物距(目標距離)；據(jù)存儲器中，利用F240運算速度快、片載FLASH存儲器大(16K字)的特點，準確控制步進電機控制器驅(qū)動步進電機運轉，通過機械裝置實現(xiàn)攝影鏡頭焦距按照規(guī)定的曲線變化，從而實現(xiàn)實時拍攝運動物體的功能。2硬件設計部分2.1步進驅(qū)動器UP-4HB03M簡介UP-4HB03M是北京聯(lián)太工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的專用步進電機驅(qū)動器,4HBO3M適用于兩相六出頭混合式及四相混合式步進電機，PWM恒流控制方式；可選擇半步(四相八拍)或者16細分兩種工作方式；驅(qū)動電流為0.3A連續(xù)可調(diào)，并且具有自動半流鎖定功能；脫完全電絕緣。2.2TMS320F240簡介TMSFF)由DSP內(nèi)核和片內(nèi)外設組成。由于DSP內(nèi)核具有較有力的支持，使控制系統(tǒng)能夠完成更加復雜的功能、實現(xiàn)更好的控制效果。同時D管理器(EPA)，可以提供6路全比較PWM通道，能方便地實現(xiàn)各種PWM波形的發(fā)生。這里使用F240主要是考慮F240速度快以及有豐富的I/O引腳資源；程序燒寫方便，利于更新曲線坐標以及修改程序；性價比較高等因素。2.3硬件設計驅(qū)動能力，CH1是一個八腳的插頭，用于外接步進機的各項繞組。步進電機以及攝影鏡頭部分從略。工作過程如下：首先獲得攝影調(diào)焦曲線，利用MATLAB軟件，得出時間位移坐制電圖機1硬正件接反口轉電路圖3軟件設計：由于電機的運行和轉動步數(shù)以及兩步之間間隔時間有關系，故采用計時器計時的方法來計算時間，F(xiàn)240初始化程序如下：voidInitcpu(void)//初始化F240程序{*WDCR=0x6f;//禁止自帶的看門狗功能； *CKCR0=0xc3;//系統(tǒng)時鐘為10MHZ；這難以滿足計算長時間的需求，所以采用通過計算進入定時器中斷的次數(shù)來計算長時間的方法。例如設置定時器周期寄存器值為800即*T1PR＝800，那么進一次定時器中斷時間為s的話，s數(shù)內(nèi)table[組容表示如數(shù)內(nèi)table[組]={25,800,255,//第1行...}//第n斷的次數(shù)。實現(xiàn)準確地控制步進電機控制器關鍵在于由F240I/O口產(chǎn)生規(guī)定的脈沖信號，提供給步進電機控制器從而驅(qū)動步進電機正確轉動，程序中包括F240初始化、電機正轉、等待、電機反轉幾個程序模塊。程序流程圖如圖2所示：圖2程序流程圖step：用于存儲數(shù)組中每兩步間所要進定時中斷的次數(shù)；flag：數(shù)組行數(shù)標志(程序假設需正轉36組)。voidinterruptINT2_ISR(){while(*EVIVRA==0x0027)//是否是定時器中斷{if(flag<36)//用來完成正轉if(steptotal==step)//是否走完數(shù)組每行規(guī)定的步數(shù) {flag++;//數(shù)組行標志加1 steptotal=0;//電機轉動步數(shù)清零 step=table[++j];//更新電機運行步數(shù)數(shù)據(jù) *T1PR=table[++j];//更新定時器定時周期everystep=table[++j];//更新需要進入定時器中斷次數(shù)*T1CNT=0;}//從零開始計時，啟動定時器i++;//循環(huán)標志位加1if(i==1)*PADATDIR=0xff05;else{if(i==1)*PADATDIR=0xff05;else{if(i==everystep){i=0;steptotal++;}//*PADATDIR=0xff04;//CP*IMR=0x02;enable();steptotal++;}//*PADATDIR=0xff04;//CP*IMR=0x02;enable();//}//開定時器中斷開啟F240總中斷}}}4實驗結果及其注意事項電機轉動的步數(shù)和時間坐標都是由主機端通過MATLAB仿真取得的，因此實際調(diào)焦曲線的與理想曲線的擬合程度大大提高了；步進電機控制器采用四相八拍運行方式，并且由