Rajah stepper motor control diagram diagram dan prinsip reka bentuk
1 prinsip reka bentuk sistem
Sistem kawalan motor stepper terdiri daripada empat modul, seperti mikrokomputer cip tunggal, papan kekunci LED, pemacu / amplifikasi dan komputer atas PC. Modul PC adalah bahagian kawalan perisian. Untuk melindungi litar perkakasan sistem kawalan cip tunggal, litar perlindungan overcurrent ditambah antara mikrokomputer cip tunggal dan motor melangkah. Rajah 1 adalah gambarajah blok sistem kawalan motor stepper.
2 reka bentuk litar perkakasan sistem
2.1 modul cip tunggal
Modul MCU kebanyakannya terdiri daripada MCU MSP430FG4618 dan penapisan periferal, pengurusan kuasa dan pengayun kristal.
8KBRAM dan 116KBFlash di dalam MCP MSP430FG4618 memenuhi keperluan penyimpanan sistem kawalan. Port P1 dan P2 menukar keadaan kerja motor stepper mengikut keadaan butang semasa proses kerja motor stepper. Modul USART mengimplementasikan MCU dan PC. Komunikasi antara komputer atas menyedari kawalan motor melangkah oleh PC.
2.2 keyboard / modul LED
Untuk merealisasikan dialog manusia-mesin, reka bentuk sistem memperluaskan papan kekunci matriks butang 3x4 dan empat tiang digital LED 8-segmen, yang boleh dikendalikan secara langsung oleh sistem kawalan.
Selepas sistem dikuasakan, permulaan dan hentian motor melangkah, bilangan langkah dan stereng adalah input melalui papan kekunci, dan kelajuan dan stereng motor melangkah dinamik oleh tiub LED. Input papan kekunci dan output tiub LED dikawal oleh 8279, yang mengurangkan beban kerja mikropengawal.
Pengaturcapan 8279 berfungsi dalam mod input imbasan papan kekunci, dan mempunyai fungsi debounce ketika membaca keyboard untuk mengelakkan pencetus palsu. Rajah 3 adalah gambarajah blok struktur reka bentuk modul LED papan kekunci.
2.3 pemacu / modul penguatan
Sistem kawalan menggunakan pemisah nadi (juga dikenali sebagai penukar logik) PMM8713 untuk kawalan motor stepper. Peranti ini adalah litar bersepadu CMOS dengan keupayaan pemacu output fasa (sumber semasa atau kuasa tenggelam) 20mA. Ia sesuai untuk mengawal tiga fasa atau empat fasa. Motor Stepper, boleh memilih 6 jenis mod pengujaan berikut: tiga fasa melangkah maju elektrik: 1 fasa, 2 fasa, 1-2 fasa; empat fasa melangkah maju elektrik: 1 fasa, 2 fasa, 1-2 fasa. Mod input boleh dipilih dari jam tunggal (isyarat arah ditambah) dan jam dwi (jam ke hadapan atau terbalik), dengan fungsi seperti kawalan ke hadapan dan belakang, set semula awal, pemantauan asal, pemantauan mod pengujaan dan pemantauan denyutan input.
3 reka bentuk perisian sistem
3.1 program mikropengawal
Pemasa dihasilkan oleh pemasa TIMER_A (TA) mengganggu mikrokomputer cip tunggal, dan pengiraan tepat bilangan langkah dan bilangan lilitan motor melangkah direalisasikan dalam program gangguan tindak balas dan kawalan kelajuan adalah diwujudkan oleh PWM; interrupt port P1.0 digunakan untuk mematikan TA mengganggu. Program ini ditolak ke stack untuk menghentikan motor; P1.1 mengganggu pada TA mengganggu, timbunan menolak ke kaunter program (PC), menghidupkan motor; Pelabuhan P3.1 menghasilkan tahap tinggi yang dikawal oleh port PMM8713 U / D. ; P3.0 ~ P3.7 port disambungkan ke 8279 8 antara muka data, apabila MCU mengimbas ke papan kekunci matriks dengan tekan kekunci, gunakan interrupt port P2 untuk menetapkan TA, mula dan berhenti kawalan, laju dan stereng, dan sebagainya, manakala MCU maklum balas Berikan kelajuan paparan 8279 tiub LED dan stereng. Aliran program ditunjukkan dalam Rajah 5.
Modul komputer hos 3.2PC
Modul komputer tuan rumah PC menyedari kawalan motor melangkah oleh PC. Modul USART daripada mikrokomputer cip tunggal MSP430 digunakan untuk merealisasikan komunikasi dengan komputer hos PC, dan PC menghantar arahan kawalan ke mikrokomputer cip tunggal melalui port siri untuk merealisasikan kawalan motor.
Perintah kawalan yang diterima oleh MCU disimpan secara sementara di RXBUFFER, dan kemudian dibandingkan dengan alamat entri program interupsi yang tersimpan dalam kilat on-chip, dan gangguan yang sama dimasukkan untuk merealisasikan kendali motor melangkah. Apabila mengendalikan modul ini, anda perlu menghidupkan kristal 8MHz untuk menetapkan kadar baud untuk modul USART (tetapkan kadar baud kepada 9600).
Perisian kawalan ditulis oleh VB6.0 dan menggunakan kawalan MSComm untuk melaksanakan fungsi komunikasi bersiri. Antara muka perisian kawalannya ditunjukkan dalam Rajah 6.
4 ujian sistem
Untuk mengesahkan keadaan kerja sebenar sistem kawalan, output tork statik maksimum oleh motor melangkah diukur dengan kaedah penukaran tenaga yang diberikan semasa output PMM2101. Keluk ciri statik hubungan antara tork statik maksimum dan semasa motor melangkah diukur dengan memilih selang semasa keluaran 0.2A. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7, reka bentuk sistem kawalan adalah munasabah.
