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《微機原理步進(jìn)電機控制實驗》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、微型計算機原理綜合賣驗題目:步進(jìn)色機控制學(xué)院削子信息工程學(xué)院學(xué)科訂類工科專業(yè)勅毛工程及其旨動化學(xué)號姓名指導(dǎo)教師2009年12月13q步進(jìn)電機控制摘要木實驗通過設(shè)計電路,編寫程序來驅(qū)動步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動。采用開環(huán)控制方式,使之能對步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動方向,速度和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。所謂步進(jìn),就是指每給步進(jìn)電機一個遞進(jìn)脈沖,步進(jìn)電機各繞組的通電順序就改變一次,即電機轉(zhuǎn)動依次。根據(jù)步進(jìn)電機控制繞組的多少可以將電機分為三相、四相和五相。實驗中采用的步進(jìn)電機為35BYJ46型四相八拍,電壓為DC12v關(guān)鍵詞8255、步進(jìn)電機、驅(qū)動電路、源程序、流程圖、
2、匯編語言333679目錄一.實驗?zāi)康亩?設(shè)計要求硬件工作原理三?設(shè)計原理五.程序框圖六?總結(jié)與體會參考文獻(xiàn)一.實驗?zāi)康?.1掌握微機原理程序設(shè)計方法,達(dá)到運用所學(xué)知識來應(yīng)用于實踐的目的;1.2培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、使用工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、手冊及編寫設(shè)計技術(shù)的能力;1.3培養(yǎng)初步掌握設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品的能力,了解微機控制系統(tǒng)的一般設(shè)計方法。1-4掌握匯編語言在硬件編程方面的應(yīng)用「5復(fù)習(xí)模擬電路的基本知識二?設(shè)計要求2.1外設(shè)電路要求設(shè)計電路,使其能夠驅(qū)動步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動,所需元件及器材由實驗室提供,其中步進(jìn)電機為35BYJ46型四相八拍電機,電壓為
3、DC12V,電源取自實驗箱。根據(jù)相應(yīng)狀態(tài),利用數(shù)碼管完成輸出顯示。數(shù)據(jù)的輸入采用鍵盤、輸出采用實驗箱上8255單元完成。2.2程序要求編寫程序,控制步進(jìn)電機的運轉(zhuǎn),要求可調(diào)整步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)的方向和速度。選擇合適的設(shè)計方案,并進(jìn)行理論闡述。編制相應(yīng)的控制程序,要求有程序流程圖,程序加注釋。繪制實現(xiàn)電路原理圖,所有圖紙均用計算機繪制。三?設(shè)計原理3.1工作過程一、步進(jìn)電機的概述及四相八拍步進(jìn)電機的工作原理:步進(jìn)電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件。步進(jìn)電機的輸入量是脈沖序列,輸出量則為相應(yīng)的增量位移或步進(jìn)位移,止常運
4、行情況下,它每轉(zhuǎn)一周是有I古I定的步數(shù)。該步進(jìn)電機為四相八拍步進(jìn)電機,采用單極性直流電源供電。只要對步進(jìn)電機的各相繞組按合適的時序通電,就能使步進(jìn)電機步進(jìn)轉(zhuǎn)動。圖1是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機工作原理示意圖。開始時,開關(guān)SB接通電源,SA、SC、SD斷開,B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊,同時,轉(zhuǎn)子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒,2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。當(dāng)開關(guān)SC接通電源,SB、SA、SD斷開時,由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相
5、繞組產(chǎn)生錯齒,2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推,A、B、C、D四相繞組輪流供電,則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。B圖1四相步進(jìn)電機步進(jìn)示意圖四相步進(jìn)電機按照通電順序的不同,可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等,但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持較高的線動力矩又可以提高控制精度。單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖2.a、b、c所示:脈沖jinnjuuinnnjuinjmjTrLrLTLrLnjirL
6、rLrLjuLnnnnnrurnjLnAAnrA相nnn」11111」」111B相nnnr"irnjlrir1C相□口口iiii~i1ii_l~Linnn-lj-i—rn_r_iii廠a.單四拍b.雙四拍c八拍圖2步進(jìn)電機工作時序波形圖35BYJ46步進(jìn)電機為四相八拍,其相序表如下:步序PA3PA2PAIPAO對應(yīng)A口輸出值1000101H2001103H3001002H4011006H5010004H611000CH7100008H8100109H步進(jìn)電機的工作方式:35BYJ46有四相ABCD,如果對各個相依次單獨通電,〃
7、A-B-C-D〃,磁場旋轉(zhuǎn)一周需要換相四次,則稱為四相單四拍;如果每次對兩相同時通電,〃AB-BC-CD-DA",則稱為四相雙四拍;也可以每次對三相同時通電,〃ABC-BCD-CDA-DAB〃;將單四拍和雙四拍交替使用,就稱為四相八拍,女山〃A-AB-B-BC-C-CD-D-DA〃、〃AB-ABC-BC-BCD-CD-CDA-DA-DAB此時磁場旋轉(zhuǎn)一周需要換相八次。雙四拍每次對多相同時通電,與單四拍比較起來,每相通電的時間長,消耗的電功率增大,電機所得到的電磁轉(zhuǎn)矩也大。同時,采用多相勵磁會產(chǎn)生電磁阻尼,會削弱或消除振蕩現(xiàn)象
8、,使得電機不易產(chǎn)生失步。四相八拍與四相四拍相比較,步距角減小了一倍,有利于削弱振蕩,提高電機的帶負(fù)載能力。一般說來,步進(jìn)電機控制系統(tǒng)需要以下部分,如圖1所示。其中的脈沖發(fā)生器用于產(chǎn)生頻率變化的脈沖信號;脈沖分配器根據(jù)方向控制信號將脈沖信號傳換成有一定邏輯關(guān)系的環(huán)形脈一沖;功率