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基于單片機的步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制系統
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時(shí)間：2010-04-08
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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(2) 光電隔離電路
利用光隔離器組成的光電隔離電路將控制器與外部的驅動(dòng)電路隔離開(kāi)來(lái),使得外部電路的變化不至于影響或者損壞控制系統,從而提高系統
的可靠性,增強抗千擾能力。光隔離器最重要的參數是電流傳輸比CTR,通常其值為0. 2～0. 9。輸入數字信號提供一定的電流(5～10 mA)時(shí),光
隔離器才會(huì )輸出放大的數字電平。
光隔離器連接時(shí)注意信號正負邏輯。光隔離器的輸入、輸出端地線(xiàn)必須互相隔開(kāi),并且輸入、輸出端兩個(gè)電源必須單獨供電;如果使用同一電源,外部干擾信號可能通過(guò)電源串到系統中來(lái)。
(3) 存儲模塊
89C51單片機片內只有128 B的RAM,而本系統中需要存儲的數據較多,需擴展外部RAM。
(4) 步進(jìn)脈沖產(chǎn)生電路
在采用單片機的步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)系統中,控制系統的CP脈沖的頻率或換向周期實(shí)際上是控制步進(jìn)電機的運行速度。系統可用兩種辦法實(shí)現步
進(jìn)電機的速度控制:一種是延時(shí),一種是定時(shí)。
延時(shí)方法是在每次換向之后調用一個(gè)延時(shí)子程序,待延時(shí)結束后再次執行換向,這樣周而復始就可發(fā)出一定頻率的CP脈沖或換向周期。延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間與換向程序所用的時(shí)間和就是CP脈沖的周期。該方法簡(jiǎn)單,占用資源少,全部由軟件實(shí)現,調用不同的子程序可以實(shí)現不同速度的運行;但占用CPU時(shí)間長(cháng),不能在運行時(shí)處理其他工作,因此只適合較簡(jiǎn)單的控制過(guò)程。
定時(shí)方法是利用單片機系統中的定時(shí)器定時(shí)功能產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號,從而可方便地控制系統輸出CP脈沖的周期。當定時(shí)器起動(dòng)后,定時(shí)器從裝載的初值開(kāi)始對系統及其周期進(jìn)行加計數;當定時(shí)器溢出時(shí),定時(shí)器產(chǎn)生中斷,系統轉去執行定時(shí)中斷子程序。將電機換向子程序放在定時(shí)中斷服務(wù)程序中,定時(shí)中斷一次,電機換向一次,從而實(shí)現電機的速度控制。由于從定時(shí)器裝載完重新起動(dòng)開(kāi)始至定時(shí)器申請中斷止,有一定的時(shí)間間隔,造成定時(shí)時(shí)間增加。為了減少這種定時(shí)誤差,實(shí)現精確定時(shí),要對重裝的計數初值作適當調整。調整的重裝初值主要考慮兩個(gè)因素:一是中斷響應所需的時(shí)間;二是重裝初值指令所占用的時(shí)間,包括在重裝初值前中斷服務(wù)程序中的其他指令因素。綜合這兩個(gè)因素后,重裝計數
初值的修正量取8個(gè)機器周期,即要使定時(shí)時(shí)間縮短8個(gè)機器周期。
用定時(shí)中斷方式控制電動(dòng)機變速時(shí),實(shí)際上是不斷改變定時(shí)器裝載值的大小。在控制過(guò)程中,采用離散辦法逼近理想升降速曲線(xiàn)。為了減
少每步計算裝載值的時(shí)間,系統設計時(shí)就把各離散點(diǎn)的速度所需的裝載值固化在系統的ROM中,系統在運行中用查表法查出所需的裝載值,這
樣可大幅減少占用CPU的時(shí)間,提高系統的響應速度。其流程圖如圖4所示。
圖4 加減速控制流程圖
1. 2 步進(jìn)電機驅動(dòng)電路
步進(jìn)電機驅動(dòng)電路由專(zhuān)用芯片L297、L298組合而成。L297單片步進(jìn)電機控制集成電路適用于雙極性二相步進(jìn)電機或四相單極性步進(jìn)電機
的控制,與H橋式驅動(dòng)芯片L298組合成完整的步進(jìn)電機固定斬波頻率的PWM恒流斬波驅動(dòng)器。
L297步進(jìn)電機控制集成電路產(chǎn)生四相驅動(dòng)信號,用以控制雙極性二相步進(jìn)電機或四相單極性步進(jìn)電機,可以采用半步、二相勵磁和單相勵磁
3種方式的切換。使用L297的突出特點(diǎn)是外部只需時(shí)鐘、方向和工作方式3 個(gè)輸入信號,同時(shí)L297自動(dòng)產(chǎn)生電機勵磁相序,減輕了微處理器控
制和編程負擔。L297具有D IP20和SO20 2種封裝形式,可用來(lái)控制集成橋式驅動(dòng)電路或分立元件組成的驅動(dòng)電路。
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