利用串口实现步进电机的控制

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1、利用串口实现步进电机的控制

2、第1　　鉴于现在单片机的价格已经相当低，可以用2个单片机构成的组合解决了以上问题。他的原理如图2所示。　　我们采用的单片机型号是89C2051。采用89C2051是因为他们与MCS-51产品兼容，最高的工作频率可达到24MHz，而且内带2kB的快闪可编程及可擦除只读储存器（FEPROM）。他提供了15条I／O线，满足需要并且减小了组合的体积。15条I／O线中，8条用作数据线，2条用作串口通讯，5条用作控制线。8条数据线是2个单片机数据交换的通道，5条控制线是他们联络的信号线。为了保证2个

3、单片机之间的数据传输准确快速地进行，5条控制线必须协调好2个单片机的发送和接收，为此规定5条线的功能和意义如下：　　（1）P3．7为1＃请求占用数据线。低电平说明1＃单片机占用了数据线。　　（2）P3．5为2＃请求占用数据线。低电平说明2＃单片机占用了数据线。　　（3）P3．4为控制另一单片机的P3．2（INT0）脚，让他接收1b数据。　　（4）P3．2（INT0）为每中断一次就从P1口读入1b数据。　　（5）P3．3（INT1）为每读入1b数据，便在此端口送出一个负脉冲。　　500)this.style.ouse

4、g(this)">　　2个单片机是独立运行的，不免出现同时请求占用数据线的可能。如果没有对应的措施会出现数据传输错误，机械失控的严重后果。为此，必须从软件上对他进行识别和防范。我们约定，2个单片机不分主从，任何一个单片机提出占用数据线请求后，延时二、三个指令周期。在这段时间内，单片机不断检测P3．7和P3．5的电压。如果同时为低电压，则停止占用数据线请求，直到程序下一次循环。如果在这段时间里只有一条线是低电压，则可进行数据交换。这样，只有一台单片机能进行发送，有效地提高数据传输的准确性，保证了其他机构的有效执行。而

5、且2个单片机不分主从，大大减少了编程量。　　由图2可见，单片机组合就相当于一个数据中转站，他不仅可以把从PC接收到数据分发到2个单片机中，而且可以把2个单片机收集到的数据传回PC机。不过他们的数据格式是不一样的。PC机和单片机组合是10b异步传输方式，不分地址码和数据码。单片机组合和下位机是11b异步传输方式，传送数据分为地址和数据2部分。不过只要PC机传送的数据按照预定的格式发送，数据就能准确发送到每个下位机中。1．2　步进电机的控制　　现代步进电机的控制电路一般可分为2种类型。一种称为I／O主控制器。适用于个人

6、计算机（PC）控制的，指令及控制信号通过串口传送，也就可以通过计算机下装程序后脱机运行。另一种称为定位主控器。适合于可编程序控制器（PLC）或者单片机控制，指令和数据是通过并行口输出［1］。本系统的步进电机采用PC作为主控器。　　步进电机系统由控制电路、驱动电路、步进电机、电源及光电编码器5部分组成。他是一个闭环控制系统，工作原理图如图3所示。500)this.style.ouseg(this)">　　单片机是控制电路的核心。由他产生脉冲，经驱动电路放大后输入步进电动机。控制电路发出一个脉冲，驱动电路则驱动步进电动

7、机走一步。根据不同的要求，步进电机的驱动可以很简单，也可以很复杂。本系统的步进电机主要用来定位，所以用简单的单极驱动就可以满足要求。控制系统的单片机采用89C51。片内带4kB的快闪可编程及可擦除只读储存器，而且他与MCS-51指令系统兼容，所以应用起来很简单。89C51有32条I／O线，所以他除了控制步进电机之外，还可以完成其他的测量任务。　　对于角度位置，通常采用2种检测方法。一种方法是采用旋转变压器，另一种是采用光电编码器。绝对型光电编码器是一种无接触位置反馈和测量元件，具有结构简单、可靠性高、分辨率高、精度

8、高、体积小、重量轻等特点。使用时将码盘与机械轴同轴连接，直接输出的是角度编码。输出的编码输入单片机，经过解码就可以得到角度值，而不需要任何的附加电路如A／D转换、放大滤波等。光电编码器的精度可以达到20～30b。本次选用的步进电机步距角是1．8°，只需要10b的精度就够了。10b的编码器可以达到的精度是0．35°（360°／210）。有了角度传感器这个反馈机构，就可以控制步进电机停留在一个固定的角度。但是从单片机组合那里传过来的角度数据和编码器的角度数据不可能都一致。比如说步进电机其中一个齿位对应着编码器的0°，步

9、进电机转动一步就成了1．8°，但是编码器的输出角度为1．75°。因为步进电机的转动和编码器输出都是非线性的，所以他们会存在偏差。实际工作时只需要光电编码器的值是最靠近所需要的值就行。1．3　PC机与单片机的通讯　　串口通讯最为简单常用的是三线直接法。即地、接收数据和发送数据相连，其他端脚不需要改动。在和单片机约定好相同的收发模式，就能进行全双工的通讯。本系统