步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系步进电机旋转方向与内部绕组的通电方式有关。现在常用的通电方式主要有三 三相六拍:A-AB-B-BC-C-CA-A;按以上顺序通电,步进电机正转,按相反方向通电,步进电机反转。 因此,生产时序脉冲的方法是: 利用单片机的P1.0,P1.1,P1.2分别控制三相步进电机的A,B,C 三相绕组; 控制模型的顺序向步进电机输入控制脉冲。从通电方式的二进制数可以看出,步进电机每步进一步,高电平就向左或 向右移一位。所以,我们可以考虑借助累加器A 来实现步进电机的通电,可以把 一个时序字节放在累加器A 中,在每个采样时刻累加器A 左移或右移一位,经输 出口输出。为了弥补8 位的不足,可以考虑加入进位标志位CY 这样就可以把它 看成是第九位,这样就能实现所需要的通电方式。下面以三相单三拍和三相双三 拍为例来研究累加器中时序字节的转移。 三相单三拍通电方式,可以考虑在类及其A 中放置时序字节49H。 步数的确定 电机固有步距角 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出时给 出了一个步距角的值,如86BYG250A 型电机给出的值为0.9/1.8(表示半步 工作时为0.9、整步工作时为1.8),这个步距角可以称之为‘电机固有步 距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。 通常步进电机步距角β 的一般计算按下式计算。 ―步进电机的步距角;Z―转子齿数; m―步进电动机的相数; K―控制系数,是拍数与相数的比例系数 步进电机的相数 是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。 电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9/1.8、三相 的为0.75/1.5、五相的为0.36/0.72。在没有细分驱动器时,用户主要 靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则 ‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。 保持转矩(HOLDING TORQUE) 是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机重 要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输 出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转 矩就成为了衡量步进电机重要的参数之一。比如,当人们说2N.m 的步进电机, 在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m 的步进电机。 DETENT TORQUE: 是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。 编辑本段步进电机特点 1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。 2.步进电机外表允许的温度。 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于 失步,因此电机外表允许的温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般 来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130 度以上,有的甚至高达摄氏200 度以上, 所以步进电机外表温度在摄氏80-90 度完全正常。 3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高, 反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小, 从而导致力矩下降。 4.步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸 叫声。 步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正 常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步 或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉 冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频 (电机转速从低速升到高速)。 步进电动机以其显著的特点,在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着 不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高,步进电机将会在更多的 领域得到应用。 步进电机变速控制程序 该程序能够在启动按键的作用下(正转),按直线的加减速曲线 脉冲/S 自动运行到设定的频率;f=5000 脉冲/S,然后再按减速曲线减速到规 定值,然后走完规定步数后停车。数码管按步数递增显示走过的步数。;相邻两 档速度差为475 脉冲/S,加速时间为40ms,升速总步数为55 主程序DS1 DATA 3BH ;显示位1 DS2 DATA 3CH ;显示位2 DS3 DATA 3DH ;显示位3 KEY DATA 3EH ;保存键值 KEYFLAG DATA 3FH ;键盘标识 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;定时器T0 的中断入口 LJMP TIM ORG 0013H ;INT1 的中断入口 LJMP PINT1 ORG 0100H MAIN: MOV P3,#00H CLR EA ;关中断 MOV SP,#60H CLR F0 ;清定时器0 中断发生标志位 MOV DPTR,#8FFFH ;8279 初始化清除命令 MOV A,#0D1H MOVX @DPTR,A WAIT: MOVX A,@DPTR ;等8279 清除结束 JB ACC.7,WAIT MOV A,#00 ;8279 送方式命令 MOVX @DPTR,A MOV A,#34H ;fosc=12Mhz 时钟编程命令 MOVX @DPTR,A MOV R7,#0FH ;清单片机内部RAM31H-3FH) MOV A,#00H MOV R0,#31H LOP: MOV @R0,A INC R0 DJNZ R7,LOP MOV KEYFLAG, #80H ;置键盘无值标志 MOV R1,#90H ;调用显示子程序 MOV R0,#DS1 ;显示起始地址 MOV R7,#03H ;显示位数 LCALL DISP SETB IT1 ;外部中断,下降沿触发 SETB EX1 ;允许外部中断1 中断 SETB PX1 ;外部中断1 为高级中断 SETB EA ;开总中断 ATT: LCALL RDKEY ;读键值 MOV KEY,A ;存键值 CJNE A,#00H,STOP ;是启动键吗?不是转停车 ;是启动键,则装载定时器时间常数 MOV TMOD,#01H ;设T0 取工作模式1(16 定时器位) MOV TH0,#0F0H ;装入定时器常数高8 位(初值f1=250 脉冲/s) MOV TL0,#60H ;装入定时器常数低8 MOVR1,#01H ;置初始速度字K=1 MOV R2,#01H ;置初始档运行步数 MOV R3,#31H ;置加速状态标志 MOV 34H,#37H ;置升速过程总步数(37H=55) MOV 36H,#86H MOV37H,#01H MOV 39H,#37H ;置减速过程总步数 LP0: MOV R0,#00H ;正转偏移量指针(查表) LP1: MOV DPTR,#STABLE1 ;指向正转控制字(控制字首地址) MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR ;查表取控制字 JZ LP0 拍走完转LP0MOV P3,A ;送控制字到P3 口(走一步) SETB TR0 ;启动T0 定时 SETB ET0 ;允许T0 中断 SETB EA ;开总中断 LOOP: JNB F0,LOOP ;判定时器中断是否发生? INC R0 ;是,步进一步 MOV A,KEY ;查看是否有停止键? CJNE A,#00H,STOP ;有停止键则转STOP AJMP LP1 ;没有则步进一步 STOP: MOV P3,#00H ;停车 LJMP ATT ;跳至键盘监控 读键子程序 RDKEY: MOV A,KEYFLAG JNB ACC.7,K3 SJMP RDKEY K3: MOV KEYFLAG,#80H RET INT1 中断读键程序入口 键值存入KEYFLAG PINT1: CLR EA ;关中断 PUSH ACC ;压栈保护 PUSH PUSHPSW PUSH DPL PUSH DPH SETB PSW.3 ;工作寄存区切换 MOV A,#40H ;向命令口写入读键盘RAM 命令 MOV DPTR,#8FFFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#8FFEH ;读出键值 MOVX A,@DPTR MOV KEYFLAG,A ;置键盘有值标志 POP DPH ;出栈恢复现场 POP DPL POP PSW POP POPACC SETB EA ;开中断 CLR PSW.3 ;工作寄存区切换 RETI 定时器T0 的中断入口程序 R0-中间寄存器 R1-存过程速度字k,其初始值为启动速度字 R2-存每档速度运行中应有的步数,其初始值为起始速度档的运行步数为1 R3-加减速状态指针,加速时指向31H,恒速时指向32H,减速时指向33H 34H-35H 存放升速过程总步数;双字节,34H 为低位,35H 为高位 36H-38H 存放恒速过程总步数,三字节,36H 为低位 39H-3AH 存放减速过程总步数,两字节,39H 为低位 定时常数序列存放在以STABLE0 为起始地址的ROM 正转控制字放在以STABLE1为起始地址的ROM
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