專利名稱：單片機控制步進電機調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及步進電機控制設(shè)備，特別是ー種單片機控制步進電機調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給ー個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動ー個角度，步進電機可分為反應(yīng)式步進電機(簡稱VR)、永磁式步進電機(簡稱PM)和混合式步進電機。步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，其基本原理作用如下(I)控制換相順序通電換相這ー過程稱為脈沖分配。例如三相步進電機的三拍工作方式,其各相通 電順序為A-B-C-D，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A，B，C，D相的通斷。(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。(3)控制步進電機的速度如果給步進電機發(fā)ー個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一歩，再發(fā)ー個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一歩。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速，因此非常適合于單片機控制，提高使用效果，但至今未見有用單片機控制步進電機調(diào)速的裝置。
發(fā)明內(nèi)容針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種單片機控制步進電機調(diào)速裝置，可有效解決步進電機由單片機控制信號，進行調(diào)速，保證使用效率的問題。本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括殼體、單片機、電源、計算機和顯示器，單片機和相連的程序邏輯模塊、電源構(gòu)成單片機主控制單元，置于殼體內(nèi)，單片機同計算機相連，計算機上裝有顯示器，單片機經(jīng)步進電機接編碼器，編碼器同邏輯模塊相連，邏輯模塊的輸入端上有接輸入脈沖和細分指令的插ロ。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨特，易安裝使用，效果好，大大提高了步進電機的使用效果和工作效率。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)連接框示圖。
具體實施方式
[0013]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。由圖I所示，本實用新型包括殼體、單片機、電源、計算機和顯示器，單片機和相連的程序邏輯模塊、電源構(gòu)成單片機主控制單元，置于殼體內(nèi)，單片機同計算機相連，計算機上裝有顯示器，單片機經(jīng)步進電機接編碼器，編碼器同邏輯模塊相連，邏輯模塊的輸入端上有接輸入脈沖和細分指令的插ロ。為了保證使用效果，所述的顯示器采用1602液晶顯示模塊，顯示測量參數(shù)和顯示所有測量結(jié)果；所述的單片機采用STC89C52功率驅(qū)動器，主要包括三部分，控制信號隔離電路、主電路和自動半流電路，可利用簡單的編程實現(xiàn)(現(xiàn)有技術(shù)，有市售產(chǎn)品)。本實用新型的工作原理是(I)控制換相順序通電換相這ー過程稱為脈沖分配。例如三相步進電機的三拍工作方式,其各相通 電順序為A-B-C-D，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A，B，C，D相的通斷。(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。(3)控制步進電機的速度如果給步進電機發(fā)ー個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一歩，再發(fā)ー個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一歩。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。本實用新型的具體工作情況是，主控芯片采用STC89C52單片機，顯示采用1602液晶，由于步進電機速度設(shè)定由電位器輸入，使用外部AD tlc5510，AD時鐘源接89C52 ALE引腳，AD為并行，AD使用單片機Pl ロ，可以直接讀取，根據(jù)對應(yīng)數(shù)據(jù)設(shè)定速度。步進電機速度控制采用閉環(huán)控制，由于傳統(tǒng)的PID控制算法波動較大，我們采用分級設(shè)定加速度的辦法，并把編碼器反饋回來的速度與設(shè)定速度進行比較確定是加速還是減速，軟件模擬加速減速過程，步進電機細分由驅(qū)動芯片TB6560提供，由于驅(qū)動細分指令由程序邏輯模塊的接ロ電平?jīng)Q定，單片機在適當(dāng)?shù)臅r刻通過對計數(shù)器0賦初值，設(shè)置好加減速過程的頻率變化(即速度、加速度變化)，以防止失步。例如，在點位控制中設(shè)置好速度曲線圖，在起動和升速吋，使步進電機產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動負載，跟上規(guī)定的速度和加速度；在減速時，下降特性使負載不產(chǎn)生過沖，停止在規(guī)定的位置。啟動細分驅(qū)動電路中的固化程序以產(chǎn)生一定頻率的脈沖，經(jīng)功率放大后驅(qū)動步進電機運動。步進電機運動方向的改變及啟動和停止均由計算機控制硬件控制電路實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種單片機控制步進電機調(diào)速裝置，包括殼體、單片機、電源、計算機和顯示器，其特征在于，單片機和相連的程序邏輯模塊、電源構(gòu)成單片機主控制單元，置于殼體內(nèi)，單片機同計算機相連，計算機上裝有顯示器，單片機經(jīng)步進電機接編碼器，編碼器同邏輯模塊相 連，邏輯模塊的輸入端上有接輸入脈沖和細分指令的插口。
專利摘要本實用新型涉及單片機控制步進電機調(diào)速裝置，可有效解決步進電機由單片機控制信號，進行調(diào)速，保證使用效率的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括殼體、單片機、電源、計算機和顯示器，單片機和相連的程序邏輯模塊、電源構(gòu)成單片機主控制單元，置于殼體內(nèi)，單片機同計算機相連，計算機上裝有顯示器，單片機經(jīng)步進電機接編碼器，編碼器同邏輯模塊相連，邏輯模塊的輸入端上有接輸入脈沖和細分指令的插口，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨特，易安裝使用，效果好，大大提高了步進電機的使用效果和工作效率。
文檔編號H02P8/14GK202652137SQ20122022481
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張彩虹, 陶豐, 衛(wèi)學(xué)武, 王霞, 王慧惠, 王曾, 袁立霞 申請人:義馬煤業(yè)集團股份有限公司