华体会体育官网-单片机控制步进电机PMW的驱动与放大

产品时间:2022-04-05 03:37

简要描述:

单片机构建的Q电机控制系统具备成本低、用于灵活性的特点,普遍应用于数控机床、机器人,定量进给、工业自动控制以及各种高效率的有定位拒绝的机械工具等应用领域。Q电机是数字控制电机,将脉冲信号转换成角位移,电机的扭矩、暂停的方位各不相同脉冲信号的频率和脉冲数,而受阻抗变化的影响,非失灵状态下,根据上述线性关系,再行再加Q电机只有周期性误差而无积累误差,因此Q电机限于于单片机掌控。Q电机通过输入脉冲信号展开掌控,即电机的总旋转角度由输入脉冲总数要求,而电机的扭矩由脉冲信号频率要求。...

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本文摘要:单片机构建的Q电机控制系统具备成本低、用于灵活性的特点,普遍应用于数控机床、机器人,定量进给、工业自动控制以及各种高效率的有定位拒绝的机械工具等应用领域。Q电机是数字控制电机,将脉冲信号转换成角位移,电机的扭矩、暂停的方位各不相同脉冲信号的频率和脉冲数,而受阻抗变化的影响,非失灵状态下,根据上述线性关系,再行再加Q电机只有周期性误差而无积累误差,因此Q电机限于于单片机掌控。Q电机通过输入脉冲信号展开掌控,即电机的总旋转角度由输入脉冲总数要求,而电机的扭矩由脉冲信号频率要求。

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单片机构建的Q电机控制系统具备成本低、用于灵活性的特点,普遍应用于数控机床、机器人,定量进给、工业自动控制以及各种高效率的有定位拒绝的机械工具等应用领域。Q电机是数字控制电机,将脉冲信号转换成角位移,电机的扭矩、暂停的方位各不相同脉冲信号的频率和脉冲数,而受阻抗变化的影响,非失灵状态下,根据上述线性关系,再行再加Q电机只有周期性误差而无积累误差,因此Q电机限于于单片机掌控。Q电机通过输入脉冲信号展开掌控,即电机的总旋转角度由输入脉冲总数要求,而电机的扭矩由脉冲信号频率要求。Q电机的驱动电路是根据单片机产生的掌控信号展开工作。

因此,单片机通过向Q电机驱动电路发送到掌控信号就能构建对Q电机的掌控。  1系统设计原理  Q电机控制系统主要由单片机、键盘LED、驱动/缩放和PC上位机等4个模块构成,其中PC机模块是软件掌控部分,该控制系统可实现的功能:1)通过键盘启动/停止Q电机、设置Q电机的扭矩和转变Q电机的改向;2)通过LED管表明Q的扭矩和改向等工作状态;3)构建三相或四互为Q电机的掌控:4)通过PC上位机构建对Q电机的掌控(启停、扭矩和改向等)。为维护单片机控制系统硬件电路,在单片机和Q电机之间减少过流维护电路。图l为Q电机控制系统框图。

  2系统硬件电路设计  2.1单片机模块  单片机模块主要由MSP430FG4618单片机及外围滤波、电源管理和晶振等电路构成。MSP430FG4618单片机内部的8KBRAM和116KBFlash符合控制系统的存储拒绝,P1和P2端口在Q电机工作过程中根据按键状态辨别否跳进中断服务程序来转变Q电机的工作状态,USART模块构建单片机和PC上位机之间的通信,构建PC机对Q电机掌控。

电源管理电路获取平稳的3.3V和5V电压,分别给单片机、晶振电路和驱动和功率放大电路供电。32kHz晶振给单片机、键盘/表明模块器件8279和脉冲分配器PMM8713获取时钟;当使用USART模块时需打开8MHz晶振设置通信模块。

图2为单片机模块结构框图。  2.2键盘/LED模块  为构建人机对话,该系统设计拓展了3x4按钮矩阵键盘和4片8段LED数码管,可手动必要操作者该控制系统。

系统上电后,通过键盘输入Q电机的启停、步数扭矩和改向等,由LED管动态显示Q电机的扭矩和改向。键盘的输出和LED管的输入由8279展开掌控,增加单片机工作开销。8279编程工作在键盘扫瞄输出方式,读取键盘时具备去晃动功能,防止误将启动时。

图3为键盘LED模块设计结构框图。  2.3驱动/缩放模块  控制系统使用Q电机掌控用的脉冲分配器(又称逻辑转换器)PMM8713,该器件是CMOS集成电路,互为输入驱动能力(源电流或排出电源)为20mA,限于于掌控三相或四互为Q电机,可选择下列6种鼓舞方式:三相Q电入:1互为,2互为,1-2互为;四互为Q电入:1互为,2互为,1-2互为。输出方式可选择单时钟(特方向信号)和双时钟(正转或翻转时钟)两种方式,具备于是以翻转掌控、初始化废黜、原点监控、鼓舞方式监控和输入脉冲监控等功能。

器件PMM8713由时钟选通、鼓舞方式掌控、鼓舞方式辨别和共轭环形计数器等部分包含,所有输出端内都另设施密特电路,可提升抗干扰能力。PMM8713输入需接功率驱动电路,搭配功率驱动器PMM2101,仅次于输入电流为1.4A,符合驱动Q电机的拒绝。驱动/缩放电路如图4右图。MSP430单片机通过调节PMM8713的端口1~4输入脉冲信号掌控Q电机的启停、速度和改向等。

  3系统软件设计  3.1单片机程序  利用单片机的定时器TIMER_A(TA)中断产生脉冲信号,通过在号召的中断程序中构建Q电机步数和圈数的精确计数,通过PWM构建扭矩掌控;利用P1.0端口的中断重开TA中断程序,并跳入堆栈,暂停电机;P1.1中断则打开TA中断,堆栈跳入程序计数器(PC),打开电机;P3.1端口输入高电平由PMM8713的U/D端口掌控电机的改向;P3.0~P3.7端口接8279的8个数据模块,当单片机扫瞄到矩阵键盘有键按下时,利用P2端口的中断设置TA,掌控启停、调压和改向等,同时单片机对系统给8279掌控LED管表明扭矩和改向。其程序流程如图5右图。

  3.2PC上位机模块  PC上位机模块构建PC机对Q电机的掌控。利用MSP430单片机的USART模块构建与PC上位机的通信,PC机通过串口向单片机发送到掌控命令,构建电机掌控。单片机所接管到掌控命令嗣后不存在RXBUFFER中,然后与存储在片内Flash的中断程序的入口地址相比较,完全相同就转入中断,构建Q电机的掌控。

操作者该模块时必须打开8MHz晶振为USART模块设置波特率(设置波特率为9600)。控制软件由VB6.0撰写,利用MSComm控件构建串行通讯功能。其控制软件界面如图6右图。

  4系统检测  为检验该控制系统的实际工作情况,在等价PMM2101输入工作电流的状态下使用能量转化成法测出Q电机输入的仅次于静转矩。挑选输入电流间隔0.2A,测到Q电机仅次于静转矩与电流之间关系的静特性曲线,如图7右图,解释该控制系统设计较合理。  5结论  该系统通过MSP430单片机掌控Q电机运转情况,可靠性低,在电机运营时需要便利原作Q电机的始/停车、扭矩和方向,提升Q电机的Q精度;需要掌控三相或四互为Q电机;由PC上位机几乎掌控Q电机的各种运营方式,使系统需要应用于险恶环境中,确保人员安全性,适用范围很广,且电路非常简单,成本较低,掌控便利,移植性强劲,实用价值低。


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