基于單片機的步進(jìn)電機控制系統設計
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為實(shí)現人機對話(huà)，該系統設計擴展了3x4按鈕矩陣鍵盤(pán)和4片8段LED數碼管，可手動(dòng)直接操作該控制系統。系統上電后，通過(guò)鍵盤(pán)輸入步進(jìn)電機的啟停、步數轉速和轉向等，由LED管動(dòng)態(tài)顯示步進(jìn)電機的轉速和轉向。鍵盤(pán)的輸入和LED管的輸出由8279進(jìn)行控制，減少單片機工作負擔。8279編程工作在鍵盤(pán)掃描輸入方式，讀入鍵盤(pán)時(shí)具有去抖動(dòng)功能，避免誤觸發(fā)。圖3為鍵盤(pán)LED模塊設計結構框圖。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173287.htm
2．3 驅動(dòng)／放大模塊
控制系統采用步進(jìn)電機控制用的脈沖分配器(又稱(chēng)邏輯轉換器)PMM8713，該器件是CMOS集成電路，相輸出驅動(dòng)能力(源電流或吸入電源)為20 mA，適用于控制三相或四相步進(jìn)電機，可選擇下列6種激勵方式：三相步進(jìn)電進(jìn)：1相，2相，1-2相；四相步進(jìn)電進(jìn)：1相，2相，1-2相。輸入方式可選擇單時(shí)鐘(加方向信號)和雙時(shí)鐘(正轉或反轉時(shí)鐘)兩種方式，具有正反轉控制、初始化復位、原點(diǎn)監視、激勵方式監視和輸入脈沖監視等功能。器件PMM8713由時(shí)鐘選通、激勵方式控制、激勵方式判斷和可逆環(huán)形計數器等部分構成，所有輸入端內都設有施密特電路，可提高抗干擾能力。PMM8713輸出需接功率驅動(dòng)電路，選用功率驅動(dòng)器PMM2101，最大輸出電流為1．4 A，滿(mǎn)足驅動(dòng)步進(jìn)電機的要求。驅動(dòng)／放大電路如圖4所示。MSP430單片機通過(guò)調節PMM8713的端口1～4輸入脈沖信號控制步進(jìn)電機的啟停、速度和轉向等。
3 系統軟件設計
3．1 單片機程序
利用單片機的定時(shí)器TIMER_A(TA)中斷產(chǎn)生脈沖信號，通過(guò)在響應的中斷程序中實(shí)現步進(jìn)電機步數和圈數的準確計數，通過(guò)PWM實(shí)現轉速控制；利用P1．0端口的中斷關(guān)閉TA中斷程序，并推入堆棧，停止電機；P1．1中斷則開(kāi)啟TA中斷，堆棧推入程序計數器(PC)，開(kāi)啟電機；P3．1端口輸出高電平由PMM8713的U／D端口控制電機的轉向；P3．0～P3．7端口接8279的8個(gè)數據接口，當單片機掃描到矩陣鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)，利用P2端口的中斷設置TA，控制啟停、調速和轉向等，同時(shí)單片機反饋給8279控制LED管顯示轉速和轉向。其程序流程如圖5所示。
3．2 PC上位機模塊
PC上位機模塊實(shí)現PC機對步進(jìn)電機的控制。利用MSP430單片機的USART模塊實(shí)現與PC上位機的通信，PC機通過(guò)串口向單片機發(fā)送控制命令，實(shí)現電機控制。單片機所接收到控制命令暫存在RXBUFFER中，然后與存儲在片內Flash的中斷程序的入口地址相比較，相同就進(jìn)入中斷，實(shí)現步進(jìn)電機的控制。操作該模塊時(shí)需要開(kāi)啟8 MHz晶振為USART模塊設置波特率(設置波特率為9 600)?？刂栖浖蒝B6．0編寫(xiě)，利用MSComm控件實(shí)現串行通訊功能。其控制軟件界面如圖6所示。
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