單片機(jī)的電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)的電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《黑龍江科技信息雜志》2023年第十七期

1步進(jìn)電機(jī)時(shí)如何進(jìn)展工作的

步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)工作原理的根本，就是依靠對于電流的感應(yīng)來運(yùn)行，那么在這一根底上，步進(jìn)電機(jī)也就無法脫離供電電路的運(yùn)行支持，也就是把傳統(tǒng)的直流電轉(zhuǎn)化成為肯定頻率形式來進(jìn)展供電，也只有在一段一段形式的直流電供給之下，才能夠最大限度的保證電機(jī)始終處在正常狀態(tài)下。這類特別形式的供電形式被稱之為是分時(shí)供電，而能夠?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)供應(yīng)分時(shí)供電的供電設(shè)備便是驅(qū)動器。在步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造可以劃分成為定子、轉(zhuǎn)子兩個局部。步進(jìn)電機(jī)中所存在的轉(zhuǎn)子是以永磁體形式存在，相應(yīng)的繞組直接固定在定子位置上。在釘子繞組上存在著直流電的狀況下，依據(jù)相應(yīng)的電磁感應(yīng)原理來說，其電子的定子也就會產(chǎn)生一個完全固定方向的電磁場，在固定方向電磁場的影響之下，定子便開頭進(jìn)展轉(zhuǎn)動，直到永磁體轉(zhuǎn)子呈現(xiàn)出的磁場和定子磁場方向完全全都位置。在這一過程中，假如說電流再從另外一個方向的定子繞組流過，那么定子的磁場方向也會隨之轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)子做出對應(yīng)的角度轉(zhuǎn)變，周而復(fù)始的運(yùn)動。因此，步進(jìn)電機(jī)在實(shí)際使用的過程中，能夠依據(jù)脈沖電流的頻率狀況，來完全轉(zhuǎn)變定子繞組各個不同繞組電力挨次，進(jìn)而使得電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向也為之轉(zhuǎn)變。

2步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動掌握系統(tǒng)的原理

AT89C51單片機(jī)主要是利用復(fù)位、晶振的形式，來組成了整個掌握系統(tǒng)中最小的應(yīng)用系統(tǒng)，而將該應(yīng)用系統(tǒng)接入到相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動電路之后，并且保持和電機(jī)連接的物理架構(gòu)連接，同時(shí)將時(shí)鐘電路接入到其中，以便于獵取脈沖信號，完成以上幾個方面的配置工作后，便可以直接通過掌握面板來針對單片機(jī)執(zhí)行編程工作，進(jìn)而使得整個系統(tǒng)都能夠在相應(yīng)的指令下完成系統(tǒng)掌握。

3掌握系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動掌握的方法

從電機(jī)本身所表現(xiàn)出的相關(guān)運(yùn)作方式可以明顯的得出，該系統(tǒng)必需要保證能夠滿意就以下幾個方面的功能需求：下達(dá)正轉(zhuǎn)指令，電機(jī)勻速正轉(zhuǎn)，直到下一個指令的傳達(dá)；下達(dá)反轉(zhuǎn)指令，電機(jī)勻速反轉(zhuǎn)，直到下一個指令的傳達(dá)；下達(dá)停頓指令，電機(jī)停頓轉(zhuǎn)動，直到下一個指令的傳達(dá)；下達(dá)加速指令，電機(jī)在當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)下勻加速運(yùn)轉(zhuǎn)，直到下一指令的傳達(dá)；下達(dá)減速指令，電機(jī)在當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)下勻減速運(yùn)轉(zhuǎn)，直到下一指令的傳達(dá)。為達(dá)成以上目的，我們需要分析單片機(jī)及最小應(yīng)用系統(tǒng)在其中起到的詳細(xì)作用。

3.1復(fù)位電路電機(jī)在工作前都處于一個初始的狀態(tài)，一般都是靜止?fàn)顟B(tài)。相應(yīng)的，在CPU內(nèi)也有一個使電機(jī)靜止的初始狀態(tài)。復(fù)位電路的作用就是通過對CPU的設(shè)定，使其恢復(fù)到初始狀態(tài)，來完成對電機(jī)靜止的操作，當(dāng)掌握系統(tǒng)運(yùn)行出錯時(shí)，也需要對其進(jìn)展復(fù)位操作來使掌握系統(tǒng)回歸正常的工作狀態(tài)。

3.2時(shí)鐘電路步進(jìn)電機(jī)的工作原理是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成永磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，而時(shí)鐘電路的作用就是供應(yīng)一個穩(wěn)定的或者勻速變化的脈沖信號。當(dāng)脈沖信號穩(wěn)定時(shí)，步進(jìn)電機(jī)就會做出勻速轉(zhuǎn)動的工作狀態(tài)。

3.3按鍵掌握電路在正常生產(chǎn)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)需要通過外界掌握來轉(zhuǎn)變各種各樣的工作狀態(tài)，而按鍵掌握電路就是向步進(jìn)電機(jī)下達(dá)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變指令的輸入端，通過對按鍵掌握電路上相應(yīng)的按鍵的操作，人們可以對掌握系統(tǒng)下達(dá)相應(yīng)的指令，使電機(jī)的工作狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。

3.4驅(qū)動電路掌握系統(tǒng)的各局部功能已經(jīng)清晰了，那么如何通過掌握系統(tǒng)使電機(jī)完成各種工作狀態(tài)，則是下面需要考慮的問題。以三相異步電動機(jī)為例，若使電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，則需要在電動機(jī)的三相繞組上依次施加電脈沖信號，若三相繞組分別為X、Y、Z，則掌握電機(jī)正轉(zhuǎn)的脈沖信號次序?yàn)椋篨-XY-Y-YZ-Z-ZX-X，若掌握電機(jī)反轉(zhuǎn)，則相應(yīng)的次序?yàn)閄-XZ-Z-ZY-Y-YX-X。由此可得出，只要掌握脈沖信號輸出的挨次就可以對電機(jī)進(jìn)展正、反轉(zhuǎn)動的操作。所以，我們得出了對單片機(jī)進(jìn)展編程的思路，即若掌握電機(jī)勻速正傳，則按下按鍵1，此時(shí)對CPU下達(dá)的指令是根據(jù)既定的正轉(zhuǎn)脈沖次序輸出脈沖信號；若掌握電機(jī)勻速反轉(zhuǎn)，則按下按鍵2，此時(shí)CPU下達(dá)的指令是根據(jù)既定的反轉(zhuǎn)脈沖次序輸出脈沖信號；若掌握電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，則按下按鍵3，此時(shí)CPU令時(shí)鐘電路縮短延時(shí)，來加大脈沖頻率；若掌握電機(jī)減速運(yùn)轉(zhuǎn)，則按下按鍵4，此時(shí)CPU令時(shí)鐘電路加大延時(shí)，來減小脈沖頻率；若掌握電機(jī)靜止，則按下按鍵5，此時(shí)單片機(jī)復(fù)位或者關(guān)閉P0端口。如此就完成了整個電機(jī)掌握系統(tǒng)的根本設(shè)計(jì)。

4完畢語

綜上所述，上文所述系統(tǒng)是利用AT89C51單片機(jī)來完成了對于步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在這其中，由于單片機(jī)呈現(xiàn)出的相關(guān)特性影響，使得該系統(tǒng)能夠有效的實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行、操作便利、經(jīng)濟(jì)的電機(jī)掌握模式。