基于单片机步进电机控制系统设计

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1、第l8卷第4期电子设计工程20l0年4月Voi.l8No.4EiectronicDesignEngineeringApr.20l0基子单片机的步遂由机搜刎系呢夜针刘帅祖静张红艳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原03005l摘要!为实现PC上位机或单片机单独控制步进电机提出一种基于MSP430FG46l8单片机实现的步进电机控制系统利用单片机USART模块与PC机之间的串行通信或硬件矩阵键盘通过脉冲分配器PMM87l3和驱动器PMM2l0l控制步进电机的各种运行方式实现三相或四相步进电机在不同工作方式下的启停转向控制和调速等功能

2、通过榆出转矩测量,系统从0!l.5A增大过程中最大静转矩与电流有着近似的线性关系估算误差在l0%左右验证了系统的合理性关键词!单片机步进电机PC机控制中图分类号TM383.6文献标识码!A文章编号!l674"623620l004-0038-03LIUShuaiZUJingZHANGHong!yan03005lInordertoaccompiishtheaimofPChostcomputerormicrocontroiiercontroiiingasteppermotorseparateiyacontroisystembasedonmicroc

3、ontroiierMSP430FG46l8isintroduced.Itimpiementsthestart/stopsteeringcontroiandspeedgoverningfeaturewhensteppermotorworksindifferentmodeswhichmakesuseoftheseriaicommunicationbetweenmicrocontroiierUSARTmoduieandPCcomputerorthematrixkeyboardtoaccompiisheachmovementofmotorthough

4、apuisedividerICPMM87l3andpowerhybriddriverICPMM82l0l.Aniiiustrationofthissystemviatorguemeasurementthesystemhasasimiiariinearreiationshipbetweenmaximumstatic!torgueandcurrentthatincreasesfrom0tol.5Aanditsestimationerrorisaboutl0%whichindicatesitsrationaiity.microcontroiiers

5、teppermotorPChostcontroi单片机实现的步进电机控制系统具有成本低使用灵活机设置步进电机的转速和改变步进电机的转向2通过的特点广泛应用于数控机床机器人定量进给工业B动LED管显示步进的转速和转向等工作状态3实现三相或四控制以及各种可控的有定位要求的机械工具等应用领域步相步进电机的控制4通过PC上位机实现对步进电机的控进电机是数字控制电机将脉冲信号转换成角位移电机的制启停转速和转向等为保护单片机控制系统硬件电路转速停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数而不受在单片机和步进电机之间增加过流保护电路图l为步进电负载变化的影响非超

6、载状态下根据上述线性关系再加上机控制系统框图步进电机只有周期性误差而无累积误差因此步进电机适用于单片机控制步进电机通过输入脉冲信号进行控制即电机的总转动角度由输入脉冲总数决定而电机的转速由脉冲信号频率决定步进电机的驱动电路是根据单片机产生的控制信号进行工作因此单片机通过向步进电机驱动电路发送控制信号就能实现对步进电机的控制[1]图l步进电机控制系统框图系统设计原理系统硬件电路设计步进电机控制系统主要由单片机键盘LED驱动/放大单片机模块和PC上位机等4个模块组成其中PC机模块是软件控制部单片机模块主要由MSP430FG46l8单片机及外围滤波

7、分该控制系统可实现的功能l通过键盘启动/暂停步进电电源管理和晶振等电路组成MSP430FG46l8单片机内部的8KBRAM和ll6KBFiash满足控制系统的存储要求Pl和收稿日期!2009-09-0l稿件编号!200909005作者简介刘帅l984男山东雄坊人硕士研究生研究方向动态测试与智能仪器"38"刘帅!等基于单片机的步进电机控制系统设计端口在步进电机工作过程中根据按键状态判断是否跳入转换器该器件是集成电路相输出驱动能中断服务程序来改变步进电机的工作状态模块实现力源电流或吸入电源为适用于控制三相或四相步单片机和上位机之间的通信实现机对步

8、进电机控进电机可选择下列种激励方式三相步进电进相制电源管理电路提供稳定的和电压分别给单片相相四相步进电进相相相输入方式可选机晶振电路和驱动和功率放大电路供电晶振给单