懸掛運動(dòng)控制系統設計

引言
在現代的工業(yè)控制、車(chē)輛運動(dòng)和醫療設備等系統中， 懸掛運動(dòng)系統的應用越來(lái)越多，在這些系統中懸掛運動(dòng)部件通常是具體的執行機構 ， 因而懸掛部件的運動(dòng)精確性是整個(gè)系統工作效能的決定因素， 而在實(shí)際中實(shí)現懸掛運動(dòng)控制系統的精確控制是非常困難的。
我們采用 AT8 9 5 l單片機和步進(jìn)電動(dòng)機設計了懸掛運動(dòng)控制系統， 由單片機產(chǎn)生脈沖信號驅動(dòng)有精確步距的步進(jìn)電動(dòng)機， 電機帶動(dòng)懸掛部件在平面上做特定的準確運動(dòng)。

系統的硬件設計與實(shí)現
本系統硬件可分為控制部分、電動(dòng)機驅動(dòng)部分、鍵盤(pán)輸入部分和顯示 部分 。
1、控制部分系統的控制部分為單片機最小系統， 單片機采用 ATME L公司的 AT8 9 C5 1芯片， 因為作為系統控制芯片， AT8 9系列算術(shù)運算功能強 ， 可以用不同的語(yǔ)言軟件編程（ 如 c語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言） ， 編程簡(jiǎn)單 ， 易于實(shí)現控制要求和控制算法 ， 并且AT8 9 C 5 1 芯片具有體積小 ， 功耗較低， 成本低 ， 程序寫(xiě)入簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。
2、驅動(dòng)部分為實(shí)現硬件上對步進(jìn)電動(dòng)機的精確驅動(dòng) ，我們采用 2個(gè)高性能細分 S M一 2 0 2 A驅動(dòng)控制器， 該控制器采用新型的雙極性橫流斬波技術(shù)， 輸入頻率寬， 所以電動(dòng)機運行精度高， 振動(dòng)小， 噪聲低， 運行過(guò)程中比較平穩 ， 適合驅動(dòng)中小型的任何兩相或四相混合式步進(jìn)電機。而且在該驅動(dòng)器還標明了各個(gè)按鍵開(kāi)合時(shí)所對應的電流、驅動(dòng)器的靜轉矩和步矩角 ， 這給電動(dòng)機在實(shí)際工作的過(guò)程中提供 r很大的方便。
3、數碼管顯示電路設計用單片機的P E l 和P 口來(lái)控制數碼管的顯示， P 口作為數碼管的選通端 ， P 口_ l 乍為輸出端， 將設定點(diǎn)的坐標從數碼管上顯示出來(lái)。通過(guò)數碼管顯示， 可以將輸入坐標顯示 求 ，以防 止輸入數據出錯產(chǎn)生不必要的麻煩。

硬件電路如圖 l 示意。用 P 和 P 作為脈沖波的輸 端 口， 接任 S M 一2 0 2的脈沖信號端端） ， 用 P 和P 作為電動(dòng)機運行方向的控制端 ， 通過(guò)軟件設定一個(gè)位置 ， 在物體到達該化置的時(shí)候電動(dòng)機的運行方向改變。p. 和作為驅動(dòng)器使用， 可以控制電動(dòng)機的狀態(tài)， 在物體到達一定的地點(diǎn)時(shí)使電動(dòng)機 白鎖。使用.。 和 P. 作為電動(dòng)機轉動(dòng)的顯示標志 ， 通過(guò)和P 與發(fā)光二極管相連 ， 電動(dòng)機轉動(dòng)時(shí)卡 醍 管發(fā)光， 停止時(shí)二卡 眨 管熄滅。用 P ， 口作為鍵盤(pán)的輸入口， 其中低四位為行， 高四位為列，利用掃描鍵盤(pán)法來(lái)確定按下的鍵 ， 從而設定坐標點(diǎn)的參數。
系統軟件設計采用的步進(jìn) 電動(dòng) 機是永磁式步進(jìn) 電機， 這種電動(dòng)機是兩相混合 的 ， 當定子控制繞組按照一定順序不斷地輪流通電時(shí)， 步進(jìn)電機就持續不斷地旋轉 ， 電機的轉速與輸入電壓 外界溫度和負載無(wú)關(guān)。當相數步距角設定時(shí)， 其轉速僅于輸入脈沖的頻率成正比， 改變脈沖頻率就可以實(shí)現轉速 ， 因此可以很容易的控制步進(jìn)電機在某一固定平面上的運動(dòng)軌跡和路程。當控制脈沖停止輸入，讓最后一個(gè)脈沖控制繞組繼續通人直流時(shí)， 電動(dòng)機可以固定在一個(gè)位置上， 這樣可以實(shí)現物體運動(dòng)后在平面上相應點(diǎn)的停止。 此簡(jiǎn)單介紹以電機帶動(dòng)物體在畫(huà)板平面上在任意兩點(diǎn)『 日 】 運動(dòng)和畫(huà)圓（ 圓周） 運動(dòng)的軟件設計 。