基于lpc2131的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)

1、基于基于ARMLPC2100ARMLPC2100系列的步進(jìn)電機(jī)控制裝置的設(shè)計(jì)系列的步進(jìn)電機(jī)控制裝置的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目：基于ARMLPC2100系列的步進(jìn)電機(jī)控制裝置的設(shè)計(jì)二、概述：步進(jìn)電機(jī)是一種通過(guò)電脈沖信號(hào)控制相繞組電流實(shí)現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)電元件，與其他類(lèi)型電機(jī)相比具有易于開(kāi)環(huán)精確控制、無(wú)積累誤差等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。為了得到性能優(yōu)良的控制結(jié)果，出現(xiàn)了很多步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，其中采用單片機(jī)作為控制核心的控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)

2、用。很多這種控制系統(tǒng)在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)上已經(jīng)做的非常好，比如細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)，但是有的系統(tǒng)比較復(fù)雜，投入上也不經(jīng)濟(jì)；有的系統(tǒng)在操作上也不是很方便，交互性不強(qiáng)。因此本文的研究?jī)?nèi)容就是制作一個(gè)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，適應(yīng)性較強(qiáng)，操作方便的步進(jìn)電機(jī)控制裝置。本文主要論述了以ARM為控制器的步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)。可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及所轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)控制的一般場(chǎng)合。當(dāng)今時(shí)代，

3、電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中起著重要的作用。無(wú)論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或是日常生活中，電動(dòng)機(jī)都在被大量地使用著。所以對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制顯得尤為重要。步進(jìn)電機(jī)是一種通過(guò)電脈沖信號(hào)控制相繞組電流實(shí)現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)電元件，與其他類(lèi)型電機(jī)相比具有易于開(kāi)環(huán)精確控制、無(wú)積累誤差、快速啟動(dòng)和停止的優(yōu)點(diǎn)。其驅(qū)動(dòng)速度和指令脈沖能?chē)?yán)格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。它的運(yùn)行速度和步距不受電源電壓波動(dòng)及負(fù)載的影響，因而被廣泛應(yīng)用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、速度控制和

4、位置控制系統(tǒng)。本文的研究?jī)?nèi)容就是設(shè)計(jì)一套較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠把單片機(jī)技術(shù)和電機(jī)的控制技術(shù)較好地結(jié)合起來(lái)。一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平可以體現(xiàn)國(guó)家的實(shí)力，國(guó)家的發(fā)展也依賴(lài)于先進(jìn)的制造業(yè)，所以大多數(shù)國(guó)家都非常重視大力發(fā)展制造業(yè)，二戰(zhàn)后，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、信息和自動(dòng)化技術(shù)有了迅速的發(fā)展，并在制造業(yè)中得到了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，先后出現(xiàn)了數(shù)控、計(jì)算機(jī)數(shù)控、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成

5、制造系統(tǒng)等多項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)與制造模式，推動(dòng)著世界制造業(yè)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。而在這些技術(shù)環(huán)節(jié)中，具有很多優(yōu)點(diǎn)的步進(jìn)電機(jī)就是一個(gè)重要角色，比如在數(shù)控技術(shù)中。方式，除上述三種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案之外，目前報(bào)道的驅(qū)動(dòng)方案還有根據(jù)匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)由PC機(jī)直接控制步電機(jī)的方法；在windows平臺(tái)下和單片機(jī)配合控制步進(jìn)電機(jī)，PLC控制的脈沖驅(qū)動(dòng)方案等等。但是在有些應(yīng)用場(chǎng)合，并不需要高精度的控制，而是需要在滿(mǎn)足一般工作要求的情況下

6、，盡量使控制系統(tǒng)做到：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；電機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)指示一目了然，操作方便；功能較為齊全；系統(tǒng)抗干擾和可靠性高；適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文就是采用這個(gè)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般步進(jìn)電機(jī)控制器都用硬件實(shí)現(xiàn)，雖然電路可以做到了高集成度，可價(jià)格較貴，功能相對(duì)較單一，并且設(shè)計(jì)要求有所改變，就得改變整個(gè)硬件電路，比較麻煩。而采用微控制器的軟件和硬件結(jié)合進(jìn)行控制，運(yùn)用其強(qiáng)大的可編程和運(yùn)算功能，充分利用ARM的各種資源，能靈活的對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)

7、其不同模式、步數(shù)、轉(zhuǎn)速等控制，如果需改變控制要求，一般只需改變軟件就能適應(yīng)新的環(huán)境，并且在本設(shè)計(jì)中利用上位機(jī)顯示和鍵盤(pán)電路，能做到一定的人機(jī)交換，在軟件設(shè)計(jì)上加入去抖動(dòng)，因此具有一定的應(yīng)用價(jià)值。三、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：1、設(shè)計(jì)的原則：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的目的是在滿(mǎn)足其基本功能的情況下，最大限度的提高可靠性，為此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則(1)完整性原則。最大限度的滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。(2)可靠性原則。確?？刂葡到y(tǒng)的可

8、靠性。(3)經(jīng)濟(jì)性原則。力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)用，合理。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟：系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。所謂硬件設(shè)計(jì)，是指步進(jìn)電機(jī)控制器整套設(shè)備的設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)即應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大致分為以下幾步：(1)深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，收集資料，對(duì)被控對(duì)象結(jié)構(gòu)功能作全面細(xì)致的了解。(2)系統(tǒng)IO設(shè)備以及器件的選擇和設(shè)計(jì)。輸入設(shè)備的選擇即控制按鈕的選擇，輸出設(shè)備的選擇即LED顯示燈及發(fā)光二極管的選擇。(3)選擇驅(qū)