4．4．1 步进电机作业原理 图4—40 步进电机原理图 40 P129 微机操控技能 4．4．1 步进电机作业原理 1.步进电机 1.步进电机 是一个数字／视点转换器， （1）是一个数字／视点转换器， 也是一个串行的数／模转换器。 也是一个串行的数／模转换器。 是进程操控及外表中的首要操控元件。 （2）是进程操控及外表中的首要操控元件。 （3）广泛用于定位体系 概念： 2. 概念： 步进电机旋转的根本原因：错齿。 （1）步进电机旋转的根本原因：错齿。 术语： （2）术语：齿距角 步距角 （3）通电一周，转子转过一个齿距角， 通电一周，转子转过一个齿距角， 为几，一个齿距角分几步走完。 N 为几，一个齿距角分几步走完。 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 41步进电机操控体系的组成 图4—41步进电机操控体系的组成 41 p129 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 （1）步进操控器 包含：缓冲寄存器、环形分配器、 ① 包含：缓冲寄存器、环形分配器、操控逻辑及 正、回转向操控门等。 回转向操控门等。 效果: ② 效果: 把输入脉冲转换成环型脉冲，以操控步进电机的转向。 把输入脉冲转换成环型脉冲，以操控步进电机的转向。 选用计算机操控体系，由软件替代步进操控器。 ③ 选用计算机操控体系，由软件替代步进操控器。 长处：线路简化，下降成本下降，可靠性进步。 长处：线路简化，下降成本下降，可靠性进步。 灵敏改动步进电机的操控计划，运用起来很便利。 灵敏改动步进电机的操控计划，运用起来很便利。 （2）功率扩大器 把环型脉冲扩大，以驱动步进电机滚动。 把环型脉冲扩大，以驱动步进电机滚动。 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 图4—42 用微型机操控步进电机原理体系图 42 p130 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 图4—42 与 图4—41比较： ? 用微型机替代了步进操控器把并行二进制码转换成 串行脉冲序列，并完成方向操控。 串行脉冲序列，并完成方向操控。 ? 只需负载是在步进电机答应的规模之内， 只需负载是在步进电机答应的规模之内， 每个脉冲将使电机滚动一个固定的步距视点。 每个脉冲将使电机滚动一个固定的步距视点。 ? 依据步距角的巨细及实践走的步数，只需知道初始 依据步距角的巨细及实践走的步数， 方位，便可知道步进电机的终究方位。 方位，便可知道步进电机的终究方位。 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 本课首要处理如下几个问题： 本课首要处理如下几个问题： 用软件的办法完成脉冲序列； (1) 用软件的办法完成脉冲序列； (2) 步进电机的方向操控； 步进电机的方向操控； 步进电机操控程序的规划。 (3) 步进电机操控程序的规划。 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 1．脉冲序列的生成 图4—43 脉冲序列 P130 43 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 由数字元件电平决议。 ★ 脉冲幅值 由数字元件电平决议。 TTL 0 ～ 5V CMOS 0 ～ 10V 接通和断开时刻可用延时的办法操控。 ★ 接通和断开时刻可用延时的办法操控。 要求：保证步进到位。 要求：保证步进到位。 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 2．方向操控 步进电机旋转方向与内部绕组的通电次序相关。 步进电机旋转方向与内部绕组的通电次序相关。 三相步进电机有三种作业办法： 三相步进电机有三种作业办法： 单三拍， ★ 单三拍，通电次序为 A→B→C ； 双三拍， AB→BC→ ★ 双三拍， 通电次序为 AB→BC→CA ； 三相六拍， ★ 三相六拍，通电次序为 A→AB→B→BC→C→CA ； 改动通电次序能够改动步进电机的转向 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 3.步进电机通电模型的树立： 3.步进电机通电模型的树立： 步进电机通电模型的树立 （1）用微型机输出接口的每一位操控一相绕组， 用微型机输出接口的每一位操控一相绕组， 操控三相步进电机时， 【例如】用 8255 操控三相步进电机时， 例如】 可用 PC.O、PC.1、PC.2 别离接至步进电机的 PC.O、PC.1、 三相绕组。 A、 B、 C 三相绕组。 （2）依据所选定的步进电机及操控办法，写出相应操控方 依据所选定的步进电机及操控办法， 式的数学模型。 式的数学模型。 上面讲的三种操控办法的数学模型别离为： 上面讲的三种操控办法的数学模型别离为： 微机操控技能 4．4．2 步进电机操控体系原理 ★ 三相单三拍 步 序 1 2 3 控 制 位 PC. PC. PC. PC. PC. PC. PC. PC. 6 5 2 1 7 4 3 0 C相 B 相 A 相 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 工 作 状 态 A B C 控 制 模 型 01H 02 H 04 H 微机操控技能 ★ 三相双三拍 P1口 P1口 P1.2 、P1.1、P1.0 对应 C、B、A P1.1、 进 控 。 4．4．2 步进电机操控体系原理 ★同理，能够得出双三拍和三相六拍的操控模型： 同理，能够得出双三拍和三相六拍的操控模型： 03H，06H， 双三拍 03H，06H，05H ★ 三相六拍 01H，03H，02H，06H，04H，05H 01H，03H，02H，06H，04H， 以上为步进电机正转时的操控次序及数学模型， 以上为步进电机正转时的操控次序及数学模型， 如按逆序进行操控，步进电机将向相反方向滚动。 如按逆序进行操控，步进电机将向相反方向滚动。 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 4.步进电机与微型机的接口电路 4.步进电机与微型机的接口电路 （1）因为步进电机的驱动电流较大，所以微型机与 因为步进电机的驱动电流较大， 步进电机的衔接都需求专门的接口及驱动电路。 步进电机的衔接都需求专门的接口及驱动电路。 ? 接口电路能够是锁存器，也能够是可编程接口芯片， 接口电路能够是锁存器，也能够是可编程接口芯片， 8255、8155等 如 8255、8155等。 ? 驱动器可用大功率复合管，也能够是专门的驱动器。 驱动器可用大功率复合管，也能够是专门的驱动器。 光电阻隔器，一是抗搅扰，二是电阻隔， 光电阻隔器，一是抗搅扰，二是电阻隔， 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 图4—44 步进电机与微型机接口电路之一 44 p133 0 1 1 0 0 0 1 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 总归， 总归， 只需按必定的次序 P1.0～ 三位通电的情况， 改动 P1.0～P1.2 三位通电的情况， 即可操控步进电机依选定的方向步进。 即可操控步进电机依选定的方向步进。 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 因为步进电机运行时功率较大， 因为步进电机运行时功率较大， 可在微型机与驱动器之间添加一级光电阻隔器， 可在微型机与驱动器之间添加一级光电阻隔器， 以防强功率的搅扰信号反串进主控体系。 以防强功率的搅扰信号反串进主控体系。 如 图4-25 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 图4—45 步进电机与微型机接口电路之二 45 1 0 1 p133 0 1 0 0 1 0 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 2.步进电机程序规划 2.步进电机程序规划 (1)步进电机程序规划的首要任务是： ★ 判别旋转方向； 判别旋转方向； 按次序传送操控脉冲； ★ 按次序传送操控脉冲； 判别所要求的操控步数是否传送结束。 ★ 判别所要求的操控步数是否传送结束。 （2）程序框图 下面以三相双三拍为例阐明这类程序的规划. 微机操控技能 图4.46 三相双三拍步进电机操控程序流程图 微机操控技能 p134 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 依据图4 46可写出如下步进电机操控程序 （3）程序 依据图4-46可写出如下步进电机操控程序 0100H ORG 0100H ROUNT1 步进电机步数→A ROUNT1：MOV A，#N ；步进电机步数 A 00H LOOP2 反向， LOOP2 JNB 00H，LOOP2 ；反向，转 LOOP2 LOOP1 03H 正向， LOOP1： MOV P1，#03H ；正向，输出榜首拍 ACALL DELAY ；延时 DEC A ；A＝0，转DONE JZ DONE 06H MOV P1，06H ；输出第二拍 ACALL DELAY ；延时 DEC A ；A＝0，转DONE JZ DONE 05H MOV P1，05H ；输出第三拍 ACALL DELAY ；延时 LOOP1 DEC A ；A≠0，转LOOP1 0 LOOP1 JNZ LOOP1 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 AJMP LOOP2： LOOP2： MOV ACALL JZ MOV ACALL DEC JZ MOV ACALL DEC JNZ DONE： DONE： RET DELAY： M ： DONE P1， P1，03H DELAY DONE P1， P1，05H DELAY A DONE P1， P1，06H DELAY A LOOP2 ；A＝0，转DONE 反向， ；反向，输出榜首拍 延时DEC A； ；延时DEC A；A＝0，转DON ；输出第二拍 ；延时 ； ；输出第三拍 ；延时 ；A≠0，转LOOP2 0 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 关于节拍比较多的操控程序， 关于节拍比较多的操控程序， 一般选用循环程序进行规划。 一般选用循环程序进行规划。 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 （4）循环程序 作法： 作法： 模型按次序存放在内存单元中 ? 把环型节拍的操控模型按次序存放在内存单元中， 把环型节拍的操控模型按次序存放在内存单元中， ? 逐个从单元中取出操控模型并输出。 逐个从单元中取出操控模型并输出。 ? 节拍越多，优越性越明显。 节拍越多，优越性越明显。 以三相六拍为例进行规划， 以三相六拍为例进行规划， 其流程图如图4 47所示。 47所示 其流程图如图4—47所示。 微机操控技能 ROUTN2 LOOP0 LOOP2 LOOP1 图4—47 三相六拍步进电机操控程序框图 47 P137 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 图4-47所示三相六拍步进电机操控程序如下： 47所示三相六拍步进电机操控程序如下： 所示三相六拍步进电机操控程序如下 ROUTN2 ROUTN2： LOOP0 LOOP0： LOOP1 LOOP1： 8100H ORG 8100H MOV R2， COUNT 00H MOV R3， #00H DPTR， MOV DPTR，#POINT 00H LOOP2 JNB 00H， LOOP2 MOV A， R3 MOVC A， @A+DPTR LOOP0 LOOP0 JZ MOV P1， A ACALL DELAY INC R3 R2， LOOP1 DJNZ LOOP1 RET ；步进电机的步数 ；送操控模型指针 回转， LOOP2 ；回转，转LOOP2 ；取操控模型 ；操控模型为00H，转LOOP0 操控模型为00H LOOP0 00 ；输出操控模型 ；延时 操控步数加1 ；操控步数加1 步数未走完， ；步数未走完，持续 微机操控技能 4．4．3 步进电机与微型机的接口及程序规划 LOOP2： LOOP2： MOV ADD MOV DELAY： DELAY： POINT COUNT POINT M M DB DB EQU 正向操控模型 01H,03H,02H,06H,04H,05H,00H ；正向操控模型 01H,05H,04H.06H,02H,03H,00H ；反向操控模型 0150H A，R3 A，#07H R3， R3，A ；延时程序 ；求反向操控模型的偏移量 AJAMP LOOP1 EQU 30H, 微机操控技能 4．4．4 步进电机步数及速度的确认办法 两个重要的参数: 两个重要的参数: ? 步数 N 操控步进电机的定位精度。 操控步进电机的定位精度。 ? 延时时刻 DELAY 操控其步进的速率。 操控其步进的速率。 微机操控技能