基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計
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為實現(xiàn)人機對話，該系統(tǒng)設(shè)計擴展了3x4按鈕矩陣鍵盤和4片8段LED數(shù)碼管，可手動直接操作該控制系統(tǒng)。系統(tǒng)上電后，通過鍵盤輸入步進電機的啟停、步數(shù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等，由LED管動態(tài)顯示步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。鍵盤的輸入和LED管的輸出由8279進行控制，減少單片機工作負擔(dān)。8279編程工作在鍵盤掃描輸入方式，讀入鍵盤時具有去抖動功能，避免誤觸發(fā)。圖3為鍵盤LED模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/173287.htm
2．3 驅(qū)動／放大模塊
控制系統(tǒng)采用步進電機控制用的脈沖分配器(又稱邏輯轉(zhuǎn)換器)PMM8713，該器件是CMOS集成電路，相輸出驅(qū)動能力(源電流或吸入電源)為20 mA，適用于控制三相或四相步進電機，可選擇下列6種激勵方式：三相步進電進：1相，2相，1-2相；四相步進電進：1相，2相，1-2相。輸入方式可選擇單時鐘(加方向信號)和雙時鐘(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時鐘)兩種方式，具有正反轉(zhuǎn)控制、初始化復(fù)位、原點監(jiān)視、激勵方式監(jiān)視和輸入脈沖監(jiān)視等功能。器件PMM8713由時鐘選通、激勵方式控制、激勵方式判斷和可逆環(huán)形計數(shù)器等部分構(gòu)成，所有輸入端內(nèi)都設(shè)有施密特電路，可提高抗干擾能力。PMM8713輸出需接功率驅(qū)動電路，選用功率驅(qū)動器PMM2101，最大輸出電流為1．4 A，滿足驅(qū)動步進電機的要求。驅(qū)動／放大電路如圖4所示。MSP430單片機通過調(diào)節(jié)PMM8713的端口1～4輸入脈沖信號控制步進電機的啟停、速度和轉(zhuǎn)向等。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3．1 單片機程序
利用單片機的定時器TIMER_A(TA)中斷產(chǎn)生脈沖信號，通過在響應(yīng)的中斷程序中實現(xiàn)步進電機步數(shù)和圈數(shù)的準(zhǔn)確計數(shù)，通過PWM實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制；利用P1．0端口的中斷關(guān)閉TA中斷程序，并推入堆棧，停止電機；P1．1中斷則開啟TA中斷，堆棧推入程序計數(shù)器(PC)，開啟電機；P3．1端口輸出高電平由PMM8713的U／D端口控制電機的轉(zhuǎn)向；P3．0～P3．7端口接8279的8個數(shù)據(jù)接口，當(dāng)單片機掃描到矩陣鍵盤有鍵按下時，利用P2端口的中斷設(shè)置TA，控制啟停、調(diào)速和轉(zhuǎn)向等，同時單片機反饋給8279控制LED管顯示轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。其程序流程如圖5所示。
3．2 PC上位機模塊
PC上位機模塊實現(xiàn)PC機對步進電機的控制。利用MSP430單片機的USART模塊實現(xiàn)與PC上位機的通信，PC機通過串口向單片機發(fā)送控制命令，實現(xiàn)電機控制。單片機所接收到控制命令暫存在RXBUFFER中，然后與存儲在片內(nèi)Flash的中斷程序的入口地址相比較，相同就進入中斷，實現(xiàn)步進電機的控制。操作該模塊時需要開啟8 MHz晶振為USART模塊設(shè)置波特率(設(shè)置波特率為9 600)?？刂栖浖蒝B6．0編寫，利用MSComm控件實現(xiàn)串行通訊功能。其控制軟件界面如圖6所示。
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