吉林延邊州龍井發(fā)電機(jī)送貨上門
工程機(jī)械商【中路面機(jī)械網(wǎng)報道】2017年10月18日,2017年中(臨沂)第十屆工程機(jī)械名優(yōu)產(chǎn)品博覽隆重開幕。作為本屆展的承辦單位,臨沂市工程機(jī)械商在10月16日組織中路面機(jī)械網(wǎng)等行業(yè)媒體走訪臨沂當(dāng)?shù)貑T企業(yè),了解企業(yè)情況、聽取意見建議、協(xié)調(diào)有關(guān)問題、推進(jìn)商發(fā)展。2017-10-1911:29[詳情]堅守初心并肩前行“感恩之旅—關(guān)愛2017”玉柴重工服務(wù)月專題從心出發(fā)成就價值——
18065931931(郭經(jīng)理)
單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、使用靈活的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人,定量進(jìn)給、工業(yè)自動控制以及各種可控的有定位要求的機(jī)械工具等應(yīng)用領(lǐng)域。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī),將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,非超載狀態(tài)下,根據(jù)上述線性關(guān)系,再加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性誤差而無累積誤差,因此步進(jìn)電機(jī)適用于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)通過輸入脈沖信號進(jìn)行控制,即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖總數(shù)決定,而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路是根據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號進(jìn)行工作。因此,單片機(jī)通過向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)送控制信號就能實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。
1 系統(tǒng)設(shè)計原理
步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)、鍵盤LED、驅(qū)動/放大和PC上位機(jī)等4個模塊組成,其中PC機(jī)模塊是軟件控制部分,該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能:1)通過鍵盤啟動/暫停步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向;2)通過LED管顯示步進(jìn)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等工作狀態(tài);3)實(shí)現(xiàn)三相或四相步進(jìn)電機(jī)的控制:4)通過PC上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制(啟停、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等)。為保護(hù)單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路,在單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)之間增加過流保護(hù)電路。圖l為步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖。
2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
2.1 單片機(jī)模塊
單片機(jī)模塊主要由MSP430FG4618單片機(jī)及外圍濾波、電源管理和晶振等電路組成。MSP430FG4618單片機(jī)內(nèi)部的8 KB RAM和116 KB Flash滿足控制系統(tǒng)的存儲要求,P1和P2端口在步進(jìn)電機(jī)工作過程中根據(jù)按鍵狀態(tài)判斷是否跳入中斷服務(wù)程序來改變步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài),USART模塊實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC上位機(jī)之間的通信,實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對步進(jìn)電機(jī)控制。電源管理電路提供穩(wěn)定的3.3 V和5 V電壓,分別給單片機(jī)、晶振電路和驅(qū)動和功率放大電路供電。32 kHz晶振給單片機(jī)、鍵盤/顯示接口器件8279和脈沖分配器PMM8713提供時鐘;當(dāng)采用USART模塊時需開啟8MHz晶振設(shè)置通信模塊。圖2為單片機(jī)模塊結(jié)構(gòu)框圖。
2.2 鍵盤/LED模塊
為實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,該系統(tǒng)設(shè)計擴(kuò)展了3x4按鈕矩陣鍵盤和4片8段LED數(shù)碼管,可手動直接操作該控制系統(tǒng)。系統(tǒng)上電后,通過鍵盤輸入步進(jìn)電機(jī)的啟停、步數(shù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等,由LED管動態(tài)顯示步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。鍵盤的輸入和LED管的輸出由8279進(jìn)行控制,減少單片機(jī)工作負(fù)擔(dān)。8279編程工作在鍵盤掃描輸入方式,讀入鍵盤時具有去抖動功能,避免誤觸發(fā)。圖3為鍵盤LED模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖。
2.3 驅(qū)動/放大模塊
控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)控制用的脈沖分配器(又稱邏輯轉(zhuǎn)換器)PMM8713,該器件是CMOS集成電路,相輸出驅(qū)動能力(源電流或吸入電源)為20 mA,適用于控制三相或四相步進(jìn)電機(jī),可選擇下列6種激勵方式:三相步進(jìn)電進(jìn):1相,2相,1-2相;四相步進(jìn)電進(jìn):1相,2相,1-2相。輸入方式可選擇單時鐘(加方向信號)和雙時鐘(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時鐘)兩種方式,具有正反轉(zhuǎn)控制、初始化復(fù)位、原點(diǎn)監(jiān)視、激勵方式監(jiān)視和輸入脈沖監(jiān)視等功能。器件PMM8713由時鐘選通、激勵方式控制、激勵方式判斷和可逆環(huán)形計數(shù)器等部分構(gòu)成,所有輸入端內(nèi)都設(shè)有施密特電路,可提高抗干擾能力。PMM8713輸出需接功率驅(qū)動電路,選用功率驅(qū)動器PMM2101,最大輸出電流為1.4 A,滿足驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的要求。驅(qū)動/放大電路如圖4所示。MSP430單片機(jī)通過調(diào)節(jié)PMM8713的端口1~4輸入脈沖信號控制步進(jìn)電機(jī)的啟停、速度和轉(zhuǎn)向等。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 單片機(jī)程序
利用單片機(jī)的定時器TIMER_A(TA)中斷產(chǎn)生脈沖信號,通過在響應(yīng)的中斷程序中實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)和圈數(shù)的準(zhǔn)確計數(shù),通過PWM實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制;利用P1.0端口的中斷關(guān)閉TA中斷程序,并推入堆棧,停止電機(jī);P1.1中斷則開啟TA中斷,堆棧推入程序計數(shù)器(PC),開啟電機(jī);P3.1端口輸出高電平由PMM8713的U/D端口控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向;P3.0~P3.7端口接8279的8個數(shù)據(jù)接口,當(dāng)單片機(jī)掃描到矩陣鍵盤有鍵按下時,利用P2端口的中斷設(shè)置TA,控制啟停、調(diào)速和轉(zhuǎn)向等,同時單片機(jī)反饋給8279控制LED管顯示轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。其程序流程如圖5所示。
3.2 PC上位機(jī)模塊
PC上位機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的控制。利用MSP430單片機(jī)的USART模塊實(shí)現(xiàn)與PC上位機(jī)的通信,PC機(jī)通過串口向單片機(jī)發(fā)送控制命令,實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。單片機(jī)所接收到控制命令暫存在RXBUFFER中,然后與存儲在片內(nèi)Flash的中斷程序的入口地址相比較,相同就進(jìn)入中斷,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。操作該模塊時需要開啟8 MHz晶振為USART模塊設(shè)置波特率(設(shè)置波特率為9 600)?刂栖浖蒝B6.0編寫,利用MSComm控件實(shí)現(xiàn)串行通訊功能。其控制軟件界面如圖6所示。
4 系統(tǒng)檢測
為檢驗(yàn)該控制系統(tǒng)的實(shí)際工作情況,在給定PMM2101輸出工作電流的狀態(tài)下采用能量轉(zhuǎn)化法測得步進(jìn)電機(jī)輸出的最大靜轉(zhuǎn)矩。選取輸出電流間隔0.2 A,測到步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩與電流之間關(guān)系的靜特性曲線,如圖7所示,說明該控制系統(tǒng)設(shè)計較合理。
5 結(jié)論
該系統(tǒng)通過MSP430單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,可靠性高,在電機(jī)運(yùn)行時能夠方便設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的啟/停、轉(zhuǎn)速和方向,提高步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度;能夠控制三相或四相步進(jìn)電機(jī);由PC上位機(jī)完全控制步進(jìn)電機(jī)的各種運(yùn)行方式,使系統(tǒng)能夠應(yīng)用于惡劣環(huán)境中,保證人員安全,適用范圍較廣,且電路簡單,成本較低,控制方便,移植性強(qiáng),實(shí)用價值高。
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機(jī)械業(yè)的設(shè)計理念、包裝機(jī)械制造業(yè)應(yīng)對成本壓的出路第節(jié)包裝機(jī)械行業(yè)總體趨勢一、我包裝機(jī)械工業(yè)未來發(fā)展走向二、我包裝機(jī)械行業(yè)市場形勢展望三、“十三五”期間我食品包裝機(jī)械業(yè)發(fā)展預(yù)測2016-2022年中國械行業(yè)現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢預(yù)測報告第十章2011-2015年中其他機(jī)械行業(yè)運(yùn)行第一節(jié)石油化工機(jī)械一、中石化設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行簡況二、中石化設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行三、中石油機(jī)
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