基于單片機的步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制系統

摘要: 通過(guò)ATMEL89C51單片機對步進(jìn)電機進(jìn)行控制,主要介紹了步進(jìn)電機控制器、驅動(dòng)電路和LED顯示電路的設計,實(shí)現了步進(jìn)電機的開(kāi)環(huán)控制。在步進(jìn)電機控制器的設計中,重點(diǎn)闡述了脈沖產(chǎn)生電路以及對速度的控制。該系統具有成本低、控制方便的特點(diǎn)。

0　引言
步進(jìn)電機是一種將電脈沖信號變換成相應的角位移或直線(xiàn)位移的機電執行元件?？刂撇竭M(jìn)電機的輸入脈沖數量、頻率及電機各相繞組的接通順序,可以得到各種需要的運行特性。尤其與數字設備配套時(shí),體現了更大的優(yōu)越性,因此廣泛應用于數字控制系統中。
本文介紹已實(shí)現的單片機對步進(jìn)電機的數字控制系統。該控制系統中,控制器擔負著(zhù)產(chǎn)生脈沖以及發(fā)送、接收控制命令的任務(wù)。本文對控制器的設計,尤其是脈沖產(chǎn)生電路的設計作了詳細的介紹。

1　系統設計
步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制系統框圖如圖1所示。系統由步進(jìn)電機控制器、步進(jìn)電機驅動(dòng)電源、步進(jìn)電機和LED狀態(tài)顯示等4部分組成,本文著(zhù)重介紹步進(jìn)電機控制器、步進(jìn)電機驅動(dòng)電源、LED 顯示狀態(tài)3部分。

圖1　步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制系統框圖
1. 1　步進(jìn)電機控制器
步進(jìn)電機控制器主要由單片機、晶振電路、8K RAM和光電隔離電路等組成(見(jiàn)圖2) 。

圖2　步進(jìn)電機控制器組成

(1) 晶振電路
單片機的時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到:內部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)或陶瓷諧振器,就構成了內部振蕩方式。由于單片機內部有一個(gè)高增益反相放大器,當外接晶振后,就構成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內部振蕩方式的外部電路如圖3所示。本系統選C1和C2值為30 pF。

圖3　內部振蕩電路