基于AT89S52单片机步进电机控制系统设计.pdf

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1、第22卷第6期机电产品开崖与崭Vo1．22．NO．62009年11月Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsNOV．。2009文章编号：1002—6673(2009)06—161—03基于AT89S52单片机步进电机控制系统设计王海波，吴晓光，李沛，余神琴(武汉科技学院机电工程学院，湖北武汉430073)摘要：论述了步进电机的工作原理，提出了一种以AT89S52单片机为基础的步进电机控制模块的设计方案，以KeilC51为编程环境，Proteus为软件

2、平台，所有控制方案均通过实验得以实现，为数控系统的智能化控制和提高步进电机控制系统的稳定性提供了途径。关键词：步进电机；控制；稳定性；单片机中图分类号：TM383．6文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002-6673．2009．06．0640引言毋蚶步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移VCC或直线位移的机电执行元件，每当输入一个电脉冲时，它便转过一个固定的角度，脉冲持续的输入，电动机便不停的转动，它是数字控制系统中常用的执行元件。随89S52着步进电机的运行精度不断提升，控制方式的不断

3、灵活化和多样化．步进电机在进给伺服系统中作为驱动元件得到了越来越广泛的应用。喜1步进电机的控制哪(1)硬件系统设计。控制系统框图如图1所示。本仿真控制系统以C51windows为编程环境，proteus为软图2AT89S52接口电路图件平台，步进电机选用42BYGH404，驱动器选用Fig．2TheinterfacecircuitofAT89S52SH2034D．其配套电源为S一100—24，选用SP51仿真器；单片机选用AT89S52，如图2所示。为了实现步进电机运行的可视准确化，图中8位共阳极数码管用于实时显

4、示步进电机的角位移，正反转方向。如图3所示。吞星虢gB日。蛊u0鲞图3LED数码管接线图Fig．3TheinterfacecircuitofLED图1步进电机控制系统框图Fig．1Steppermotormontioncontrolsystemchart(4x4)矩阵式键盘用于选择步进电机的控制方式，初步设定1为恒速运行，2为加速运行，3为减速运行，4收稿日期：2009—09—17为正反转运行，如图4所示。作者简介：王海波(1983一)，男，湖北武汉人，硕士研究生。(2)软件系统设计。软件实现方法如图5所示，外研

5、究方向：机械设计与理论。16l·测试与控制·工作，根据TH1和TL1中设定的初值，以及与单个脉R2OR21R22冲输出的时间变量的递增值递减值，步进电机实现加减103103103速运行。由于步进电机的运行包括升频，恒速，降频等过程，在升频或降频的过程中，如果控制频率的变化值超过了步进电机的响应频率变化值，步进电机就会出现S7—ROW3SW—PBSW-PB“失步”．因此我们可以定时改变控制数据，改变脉冲发生器输送脉冲的频率，使控制频率的变化值小于步进电机响应频率变化值。利用单片机定时器中断，外部电偶!≥；u1A一!

6、：隔离．这样既不会占用CPU太多的时间，也不需要增设其他的外围设备，从而实现步进电机的“同步”运图4(4x4)矩阵式键盘接线图行：当按下外部中断并选择工作方式4时，切换到子程Fig．4Theinterfacecircuitof(4x4)matrixkeyboard序4．定时器TI开始工作，根据T1中设置计算的初值，部中断源0用于选择步进电机的运行方式，定时器T1以及控制电机方向的变量，变速器实现反方向运行。设为定时中断，用于控制步进电机脉冲的输出；按下并相关程序(略)。选择步进电机的运阳行方m式，阳由于各阳一中断

7、优先级，当选择步2总结进电机的运行方式为1即恒速运行时，切换到子程序1，定时计数器T1开始工作，根据TH1和TL1中设定计算在数字控制中对位移和角度有较高精度要求的场的初值，脉冲发生器每隔一定的时间向外输送脉冲，步合，单片机以其体积小，兼容性强，能耗低，速度高的进电机以恒定速度运行，8为数码管实时刷新显示其运特点逐步成为步进电机的最佳控制单元，其应用也越发(—的广泛。本文提供了一种基于单片机的步进电机仿真控制系统方案，试验表明：该系统不但可以自由设定电机的运转速度．而且还可以灵活选择步进电机的运行方式键盘扫描以及

8、实时显示其运行状态，为后期步进电机控制开发提键盘扫描=1供了技术参考和基础。定时器l服务子程序4二=参考文献：键盘扫描=2定时器1霞赋初值二j=二二⋯余永权．ATML89系列单片机应用技术【M】．北京航空航天大学出键盘扫描=37二：：二二][=二二产生J耐期脉冲CIK版社．2002．一一N一土一键盘扫描=4[2]戴佳，戴卫恒．单片机语言应用程序设计实例精讲[M]．北京：电