1.求单片机控制步进电机的毕业论文
摘自: /search.asp?m=2&s=0&word=%B5%A5%C6%AC%BB%FA&x=20&y=6 摘要单片机对步进电机的控制有串行控制和并行控制两种方式。
本设计采用的是串行控制方式,此方式下单片机控制系统与步进电机驱动器之间只有两条控制线。一条发出时钟脉冲信号来控制步进电机的转速;另一条发出转向信号控制步进电机的转向。
这两个信号都是送入步进电机驱动器的输入端,驱动器中含有环行分配器,对步进电机励磁方式的控制和控制脉冲的分配都是由环行分配器来完成的。由于单片机控制系统与驱动器之间只有两条控制线,从而使系统结构大为简化。
控制系统按速度控制的要求从时钟脉冲控制线发出相应的控制脉冲即可对步进电机的转速进行控制。当需要恒速运行时,就发出恒定频率的控制脉冲;当需要加速运行时,就发出频率递增的控制脉冲;当需要减速运行时,就发出频率递减的控制脉冲;当需要锁定状态时,只需要停止发脉冲并通入直流电就可以了。
因此,可以方便地对电动机的转速进行控制。转向控制线可实现对步进电机转向的控制,当输出高电平“1”时,环行分配器按正方向进行脉冲分配,步进电机正向旋转;当输出低电平“0”时,环行分配器按反方向进行脉冲分配,步进电机反方向旋转。
关键词:单片机系统;控制;步进电机;环行分配器 AbstractSeries control and parallel control are two modes of controlling step motors by single chip microcomputer. The design adopts serial control mode, in this case there are only two controlling lines between the single chip microcomputer system and the driver of the step motor .One is used to give out clock pulse to control the velocity, another is used to give out directional signal to control the direction. The two signals are all sent to the input of the driver of the step motor, which includes the ring dividing driver .Because of this, the system has a very simple structure. According to the demand of controlling speed, the system give out corresponding clock pulse to control the speed of the motor through the clock pulse. when constant speed is needed, constant clock pulse is gave out; when adding speed is needed, adding clock pulse is gave out; when reducing speed is needed, reducing clock pulse is gave out; When the lock-in state is needed, direct current is needed instead of the pulse. so the speed control of the step motor is very easy. The direction control line is used to control the direction of the step motor. when the voltage is “1”, the ring dividing driver shares the pulses according to the right direction, the step motor runs in the right direction. When the voltage is “0”, the ring dividing driver shares the pulses according to the revert direction, the step motor runs in revert direction. Keywords: Single chip microcomputer system; Control; Step motor; Ring distributing driver 目录1 绪论 。
.- 4 -1.1 提出问题并确定设计方案 。
.- 4 -1.1.1问题的提出 。
.- 4 -1.1.2明确课题任务。
- 4 -1.1.3 确定设计方案。
. - 5 -1.2 研究内容和方法。
.- 6 -1.2.1研究内容 。
- 6 -1.2.2研究方法。
- 6 -1.3 本课题研究的意义。
..- 7 -2 控制系统硬件电路的设计 。
- 8 -2.1 单片机最小应用系统设计。
. - 8 -2.1.1 8051单片机简介。
.. - 9 -2.1.2时钟电路设计 。
..- 10 -2.1.3复位电路设计。
- 11 -2.2 键盘和显示部分设计 。
..- 12 -2.2.1 8255A简介 。
.- 13 -2.2.2显示电路简介 。
..- 15 -2.2.3 74LS138和74LS373简介。
.. - 16 -2.2.4键盘显示接口电路设计。
- 17 -2.3 步进电机控制系统设计 。
- 18 -2.3.1脉冲分配器PMM8713简介 。
..- 19 -2.4 光电耦合部分设计 。
..- 21 -2.5 步进电动机概述。
- 22 -2.5.1步进电机的结构和原理。
- 22 -2.5.2步进电机控制方法 。
.- 24 -2.5.3 步进电机的矩频特性 。
.- 25 -2.5.4 步进电机的启动 。
..- 25 -2.6 电源电路设计。
.. - 26 -2.7 单片机对步进电机的控制原理 。
- 28 -3 控制系统软件设计。
- 29 -3.1 程序流程图 。
.- 29 -3.1.1正反转程序流程图。
. - 29 -3.1.2加减速控制程序流程图 。
2.毕业设计,步进电机的PLC控制
PLC控制步进电机的实例(图与程序) •采用绝对位置控制指令(DRVA),大致阐述FX1S控制步进电机的方法。
由于水平有限,本实例采用非专业述语论述,请勿引用。 •FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲,是低成本控制伺服与步进电机的较好选择! •PLS+,PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子,DIR+,DIR-为步进驱动器的方向信号端子。
•所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置,原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零,也就确定了原点的位置。
•实例动作方式:X0闭合动作到A点停止,X1闭合动作到B点停止,接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 •程序如下图:(此程序只为说明用,实用需改善。)
•说明: •在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) •32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数,正转时增加,反转时减少。当正转动作到A点时,D8140的值是3000。
此时闭合X1,机械反转动作到B点,也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。
•当机械从A点向B点动作过程中,X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200,此时再闭合X0,机械正转动作到A点停止。 •当机械停在A点时,再闭合X0,因为机械已经在距离原点3000的位置上,故而机械没有动作! •把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI): •当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0,则机械正转3000个脉冲停止,也就是停在了原点。
D8140的值为0 •当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1,则机械反转3000个脉冲停止,也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出),D8140的值为-6000。 •一般两相步进电机驱动器端子示意图: •FREE+,FREE-:脱机信号,步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能,也就是锁住转子不动。
而当有脱机信号时解除自锁功能,转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 •V+,GND:为驱动器直流电源端子,也有交流供电类型。
•A+,A-,B+,B-分别接步进电机的两相线圈。 PLC控制步进电机的实例(图与程序) •采用绝对位置控制指令(DRVA),大致阐述FX1S控制步进电机的方法。
由于水平有限,本实例采用非专业述语论述,请勿引用。 •FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲,是低成本控制伺服与步进电机的较好选择! •PLS+,PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子,DIR+,DIR-为步进驱动器的方向信号端子。
•所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置,原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零,也就确定了原点的位置。
•实例动作方式:X0闭合动作到A点停止,X1闭合动作到B点停止,接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 •程序如下图:(此程序只为说明用,实用需改善。)
•说明: •在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) •32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数,正转时增加,反转时减少。当正转动作到A点时,D8140的值是3000。
此时闭合X1,机械反转动作到B点,也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。
•当机械从A点向B点动作过程中,X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200,此时再闭合X0,机械正转动作到A点停止。 •当机械停在A点时,再闭合X0,因为机械已经在距离原点3000的位置上,故而机械没有动作! •把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI): •当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0,则机械正转3000个脉冲停止,也就是停在了原点。
D8140的值为0 •当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1,则机械反转3000个脉冲停止,也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出),D8140的值为-6000。 •一般两相步进电机驱动器端子示意图: •FREE+,FREE-:脱机信号,步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能,也就是锁住转子不动。
而当有脱机信号时解除自锁功能,转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 •V+,GND:为驱动器直流电源端子,也有交流供电类型。
•A+,A-,B+,B-分别接步进电机的两相线圈。
3.基于单片机步进电机的控制系统论文怎么写
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………Ⅱ
1绪论………………………………………………………………………………1
1.1步进电机概述…………………………………………………………………1
1.2混合式步进电机……………………………………………………………1
1.3课题研究内容…………………………………………………………………2
1.4论文安排………………………………………………………………………2
2 系统方案论证…………………………………………………………………4
2.1驱动电路的选择……………………………………………………………4
2.2元器件的选择………………………………………………………………4
3混合式步进电机细分驱动技术研究………………………………………8
3.1步进电机的细分驱动原理………………………………………………8
3.2细分驱动对步进电机运行的影响………………………………………9
3.3细分驱动的实现……………………………………………………………11
4系统架构与硬件电路的实现………………………………………………13
4.1整体硬件结构………………………………………………………………13
4.2系统硬件电路设计…………………………………………………………14
4.3算法的设计…………………………………………………………………24
5系统软件设计…………………………………………………………………28
5.1系统软件总体结构…………………………………………………28
5.2系统开发软硬件环境………………………………………………28
5.3步进电机控制主程序设计………………………………………………29
5.4步进电机细分驱动程序设计……………………………………………29
5.5步进电机显示和键处理程序设计………………………………………31
5.6其他程序模块设计…………………………………………………………32
6基于单片机的步进电机控制系统仿真…………………………………34
7结论与展望……………………………………………………………………37
参考文献…………………………………………………………………………38
附录Ⅰ……………………………………………………………………………40
附录Ⅱ……………………………………………………………………………41
致谢…………………………………………………………………………………49
还有原理图,仿真
4.基于ARM的步进电机控制
为了毕业设计哦,呵呵
你是想直接求一个现成的论文吧
如果你想做的话,ARM可以考虑三星的44b0,因为资源很多,而且ARM7完全够用了
当然现在ARM7的开发板很多,LPC系列的也可以,性能都是完全够用,要不是你一定要用ARM的话,51也可以
步进电机不同于直流电机
直流电机通电转,停电停
步进电机需要一个时序驱动才会转起来,比如4相8拍就是说有4根控制线,比如ABCD,他们按照一定的顺序驱动,电机才会按照某个方向转,8拍好象是说8个时序步骤为1个周期,就是8个时序为周期周而复始,具体记得不是很清楚了,以前搞过
你写一个转动程序很简单,首先获得驱动时序
然后按照时序轮流驱动各控制线,电机就转起来了,如果时序不对可能会乱转
5.谁有步进电动机的论文
不 知道你说的到底是什么论文,只要关于步进电机的都可以么????你可以说的详细点,可以再网上找找啊/news2.asp?id=5668步进电机论文:一种步进电动机运行曲线的在线计算方法 一种步进电动机运行曲线的在线计算方法 钱国维 张 凌(中船总第716研究所连云港222001)l引 言 步进电动机及其驱动器在电脑刺绣机上获得了广泛的运用。
电脑刺绣机是80年代国外纺织机械中的最新产品。它运用微机技术,实现刺绣整个过程的自动化,大大提高了刺绣产品的质量和生产效率。
电脑刺绣机是机电一体化的产品,主要由刺绣机身、电源系统、计算机系统、步进电机驱动执行机构系统、刺绣框、刺绣头以及信号传感器等部分组成,其刺绣动作过程为,由磁盘或纸带机将花样信号送入计算机,经计算机处理后送入步进电机驱动系统和主轴控制系统,最后由动力系统带动刺绣框、刺绣头协调运动,刺绣开始。 在刺绣过程中,步进电机驱动绣框运行是最重要的环节,它直接影响到绣品的质量、刺绣效率和噪声大小。
电脑刺绣机是使用微机对步进电机的速度进行控制,控制的实质就是控制电机驱动负载时的运行曲线,首要的是进给脉冲时刻的计算,是一种软件控制方法。通常的设计方法是使步进电机按加速、匀速、减速的曲线运行,离线计算出定时时间,把它们写入内存中,实现步进电机速度控制软件化。
这种方法的缺点是计算机只能按照事先给定的速度曲线对步进电机进行控制,无法按照刺绣工况的变化随时修改速度曲线的参数,使步进电机在合理的状态下运行。本文介绍一种适合在电脑刺绣机上使用的步进电机的运行曲线及其计算方法,实现了定时参数的在线计算。
2实现的曲线及其参数的计算2.1实现的曲线(见附图) 考察如下的正弦函数: 式中π=3.1415926,T为步进电机的运行时间。实现这种函数曲线的优点为: a.由于曲线平滑,步进电机驱动负载运行平稳、柔和、噪声小。
b.满足步进电机慢起动、慢停止的特性。 c.有明确的数学表达式,易于在线计算和实现。
d.对于不同的刺绣工况,可通过改变参数A和T实现。2.2计算 假设步进电机驱动负载时的某工况为,在T时间内需要步进电机运行N步,电机的最高运行频率为FM,起始频率和终了频率都为零。
运行曲线为式(1)的f(t),把T分为N份,即△T1,△T2,……,△TN,T=△T1+△T2+……+△TN。令: t1=△T1t2=△T1+△T2tN=T=△T1+△T2+……+△TN如附图所示,令f(t)在t轴上半部所围成的面积为N,f(t)与△T1, △T2,……△TN所围成的面积都为1,即:参数A的确定 A为步进电机的实际最高运行频率,按式(2)可求出A的值。
必须保证A应小于给定的电机最高运行频率,否则会引起严重后果。2.2.2 参数t(i=1,2,……,N)的确定 按式(3)可得:由于t0=0,按式(5)可递推出t1,t2,……,tN-1的值。
△ T1=t1△ T2=t2-t1。△ TN=T-Tn-12.2.3进给脉频率fi(i=1,2,……,N)的计算fi=1/△Ti (i=1,2,……,N) (6)不难证明,fi为函数f(t)=Asin(π/T ·t) (ti-1≤t≤ti)上的一点。
3应用举例 在某电脑刺绣机产品上,步进电机驱动绣框水平前后左右移动,脉冲当量为0 .lmm,刺绣某针迹长度为4ram(相应的脉冲数量为N=40),给定的时间为30ms,步进电机的起蛄和终了频率都为零,计算各进给脉冲的时间和相应的运行频率。4结语 实现曲线是步进电机平均建度的连线,在某一进给脉冲间隔内,它又是理想的正弦曲线某一时刻的速度,实现的精度是曲边梯形和单位矩形面积之差的绝对值。
这种方法实班的关键在于所使用的计算机要有三角函数的处理能力,且有较高的运算速度,否则难以胜任高速刺绣。 参考文献1 金松令,金孚安,微机控制步进电机运行参数的计算,微电机,1992(4) 步进电机PLC控制的研究设计0 引言 步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比,其速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比,其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序,便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。
步进电机具有较好的控制性能,其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成,且可获得较高的控制精度,因而得到了广泛的应用。 可编程控制器(Programmable Logic Controller,通常称PLC)是适应工业环境,简单易懂,操作方便,可靠性高的新一代通用工业控制装置。
它能够完成较精确的位置控制。利用PLC控制步进电机,其脉冲分配可以由软件实现,也可由硬件组成。
本文论述了采用硬件控制的方法。步进电机位置控制系统以三菱FX2N-nMT PLC为主控单元,以步进电机驱动器为驱动单元,以0.6°步距角的三相步进电机为执行单元。
通过PI C控制脉冲的发生个数,从而控制步进电机的运转角度,实现对位置的精确控制。1 步进电机PLC控制系统I/O接线图的设计 以三相步进电机为例,步进电机通常设有加速、减速控制及正反转控制等控制方式。
按控制要求可设计出步进电机的PLC控制系统I/O接图(见图1)。图1 步进电机的PLC控制系统I/O接线图图中:。
6.【200追加】五项十拍步进电动机的PLC控制
一 步进电机介绍 步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。
基于PLC 控制的步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便。 步进电机的主要特性 (1)步距角和静态步距误差: 步进电机的步距角是决定开环伺服系统脉冲当量的重要参数, 数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为0.5°~0.3° 一般情况下, 步距角越小, 加工精度越高, 静态步距误差指理论的步距角和实际的步距角之差, 以分表示, 一般在10'以内。
步距误差主要由步进电机齿距角制造误差、定子和转子间气隙不均匀、各相电磁转矩不均匀等因素造成的, 步距误差直接影响工作的加工精度以及步进电机的动态特性。 (2)动频率fd: 空载时, 步进电机由静止突然启动, 并进人不丢步的正常运行所允许的最高频率, 称为启动频率或突跳频率用fd表示, 若启动频率大于突跳频率, 步进电机就不能正常启动, fd与负载惯量有关, 一般说来随着负载惯量的增长而下降。
空载启动时, 步进电机定子绕组通电状态变化的频率不能高于突跳频率。 (3)连续运行的最高工作频率fmax,步进电机连续运行时, 它所能接受的, 即保证不丢步运行的极限频率fmax称为最高工作频率。
它是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参数, 它决定了步进电机的最高转速。其值大于fq, 并且随着负载的性质和大小而异, 与驱动电源也 (4)加减速特性: 步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中, 定子绕组通 电状态的变化频率与时间的关系。
当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频而停止时,变化速度必须逐渐下降。逐渐上升和逐渐下降的加速时间、减速不能过小, 否则会出现失步或超步。
我们用加速时间常数来描述步进电机的升速和降速特性见图1。 (5)矩频特性与动态转矩。
矩频特性M=F(f), 图1.2是描述转矩一频率关系的曲线, 该特性曲线上每一个频率对应的转矩称为动态转矩。可见, 动态转矩随连续频率的上升或下降。
上述步进电机的主要特性除第一项外, 其余均与电源有很大关系。驱动电源性能好, 步进电机的特性可能得到明显改善。
程序设计的基本思路 在进行程序设计时,首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式,会造成输人偷出的滞后,而由扫描方式引起的滞后时间,最长可达两个多扫描周期_1 J,程序越长,这种滞后越明显,则控制精度就越低。
因此,在实现控制要求的基础上,应使程序尽量简捷、紧凑。另一方面,同一个控制对象,根据生产的工艺流程的不同,控制要求或控制时序会发生变化,此时,要求程序修改方便、简单,即要求程序有较好的柔性。
以SIMATIC移位指令为步进控制的主体进行程序设计,可较好地满足上述设计要求。 二 设计任务与要求 《PLC编程与应用》是一门实践性和实用性都很强的课程,学习的目的在于应用。
本课程设计是配合《PLC编程与应用》课程教学的一个重要的实践教学环节它能起到巩固课堂和书本上所学知识,加强综合能力,提高系统设计水品及应用能力,启发创新思维的效果。 一、控制要求: 1.五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB 2.用五个开关控制其工作: 1 号开关控制其运行 ( 启 / 停 )。
2 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.5 秒)。 3 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 0.1 秒)。
4 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.03 秒)。 5 号开关控制其转向 ( ON 为正转,OFF 为反转 )。
二、课题要求: 1.按题意要求,画出 PLC 端子接线图、控制梯形图。 2.完成 PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序,完成调试。
3. 完成课程设计说明书 由上述具体控制要求,可作出步进电机在起动运行时的程序框图. 不懂的话加分再给你完善。我有表哥是做这方面的。
7.步进电机故障维修论文模板
步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换使电机作步进式旋转,驱动电路有脉冲信号来控制,所以调解脉冲信号的频率变可以改变步进电机的转速,因此微电脑控制步进电机最合适。
要求:1、根据设计任务,设计该单片机应用系统的硬件电路图,软件流程图并编制相应的软件,实现硬件和软件的调试。 2、按下不同的键,分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转一步,连续按键,不仅电机连续运转,显示器显示步进电机的状态。
3、按下不同的键作步进电机速度及转向的控制并显示步进电机的状态。A) 电机正向或逆向运转的切换 B) 电机加速运转 C) 电机减速运转 D) 电机按给定速度匀速运转 3、上交报告应包括: 1)系统模块功能框图 2)硬件系统电路原理图 3)硬件系统PCB图(可选做) 4)软件子程序库(汇编、C51可选)。
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