單片機的電機控制系統(tǒng)設(shè)計

單片機的電機控制系統(tǒng)設(shè)計

《黑龍江科技信息雜志》2023年第十七期

1步進電機時如何進展工作的

步進電機的相關(guān)工作原理的根本，就是依靠對于電流的感應(yīng)來運行，那么在這一根底上，步進電機也就無法脫離供電電路的運行支持，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供電，而能夠為步進電機供應(yīng)分時供電的供電設(shè)備便是驅(qū)動器。在步進電機的內(nèi)部構(gòu)造可以劃分成為定子、轉(zhuǎn)子兩個局部。步進電機中所存在的轉(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)始的運動。因此，步進電機在實際使用的過程中，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，進而使得電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向也為之轉(zhuǎn)變。

2步進電機運動掌握系統(tǒng)的原理

AT89C51單片機主要是利用復(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)的電機驅(qū)動電路之后，并且保持和電機連接的物理架構(gòu)連接，同時將時鐘電路接入到其中，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執(zhí)行編程工作，進而使得整個系統(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)實現(xiàn)對步進電機運動掌握的方法

從電機本身所表現(xiàn)出的相關(guān)運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：下達正轉(zhuǎn)指令，電機勻速正轉(zhuǎn)，直到下一個指令的傳達；下達反轉(zhuǎn)指令，電機勻速反轉(zhuǎn)，直到下一個指令的傳達；下達停頓指令，電機停頓轉(zhuǎn)動，直到下一個指令的傳達；下達加速指令，電機在當(dāng)前運動狀態(tài)下勻加速運轉(zhuǎn)，直到下一指令的傳達；下達減速指令，電機在當(dāng)前運動狀態(tài)下勻減速運轉(zhuǎn)，直到下一指令的傳達。為達成以上目的，我們需要分析單片機及最小應(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)，來完成對電機靜止的操作，當(dāng)掌握系統(tǒng)運行出錯時，也需要對其進展復(fù)位操作來使掌握系統(tǒng)回歸正常的工作狀態(tài)。

3.2時鐘電路步進電機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，步進電機就會做出勻速轉(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，步進電機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電機下達工作狀態(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)下達相應(yīng)的指令，使電機的工作狀態(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。以三相異步電動機為例，若使電機正向旋轉(zhuǎn)，則需要在電動機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，則掌握電機正轉(zhuǎn)的脈沖信號次序為：X-XY-Y-YZ-Z-ZX-X，若掌握電機反轉(zhuǎn)，則相應(yīng)的次序為X-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進展正、反轉(zhuǎn)動的操作。所以，我們得出了對單片機進展編程的思路，即若掌握電機勻速正傳，則按下按鍵1，此時對CPU下達的指令是根據(jù)既定的正轉(zhuǎn)脈沖次序輸出脈沖信號；若掌握電機勻速反轉(zhuǎn)，則按下按鍵2，此時CPU下達的指令是根據(jù)既定的反轉(zhuǎn)脈沖次序輸出脈沖信號；若掌握電機加速運轉(zhuǎn)，則按下按鍵3，此時CPU令時鐘電路縮短延時，來加大脈沖頻率；若掌握電機減速運轉(zhuǎn)，則按下按鍵4，此時CPU令時鐘電路加大延時，來減小脈沖頻率；若掌握電機靜止，則按下按鍵5，此時單片機復(fù)位或者關(guān)閉P0端口。如此就完成了整個電機掌握系統(tǒng)的根本設(shè)計。

4完畢語

綜上所述，上文所述系統(tǒng)是利用AT89C51單片機來完成了對于步進電機的運動掌握系統(tǒng)設(shè)計，在這其中，由于單片機呈現(xiàn)出的相關(guān)特性影響，使得該系統(tǒng)能夠有效的實現(xiàn)高速運行、操作便利、經(jīng)濟的電機掌握模式。