基于lpc2131的步進電機控制系統(tǒng)

1、基于基于ARMLPC2100ARMLPC2100系列的步進電機控制裝置的設(shè)計系列的步進電機控制裝置的設(shè)計一、設(shè)計題目：基于ARMLPC2100系列的步進電機控制裝置的設(shè)計二、概述：步進電機是一種通過電脈沖信號控制相繞組電流實現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動的機電元件，與其他類型電機相比具有易于開環(huán)精確控制、無積累誤差等優(yōu)點，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)了很多步進電機控制系統(tǒng)，其中采用單片機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)在步進電機的驅(qū)動上已經(jīng)做的非常好，比如細分驅(qū)動技術(shù)，但是有的系統(tǒng)比較復(fù)雜，投入上也不經(jīng)濟；有的系統(tǒng)在操作上也不是很方便，交互性不強。因此本文的研究內(nèi)容就是制作一個系統(tǒng)比較簡單、經(jīng)濟，適應(yīng)性較強，操作方便的步進電機控制裝置。本文主要論述了以ARM為控制器的步進電機的控制系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^鍵盤輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要，對步進電機的轉(zhuǎn)速及所轉(zhuǎn)圈數(shù)進行監(jiān)測和調(diào)整，具有實時性的特點。該系統(tǒng)可應(yīng)用于步進電機控制的一般場合。當(dāng)今時代，

3、電動機在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中起著重要的作用。無論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或是日常生活中，電動機都在被大量地使用著。所以對電動機的控制顯得尤為重要。步進電機是一種通過電脈沖信號控制相繞組電流實現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動的機電元件，與其他類型電機相比具有易于開環(huán)精確控制、無積累誤差、快速啟動和停止的優(yōu)點。其驅(qū)動速度和指令脈沖能嚴格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)。它的運行速度和步距不受電源電壓波動及負載的影響，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)。本文的研究內(nèi)容就是設(shè)計一套較簡單、經(jīng)濟、操作方便的步進電機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠把單片機技術(shù)和電機的控制技術(shù)較好地結(jié)合起來。一個國家的制造業(yè)水平可以體現(xiàn)國家的實力，國家的發(fā)展也依賴于先進的制造業(yè)，所以大多數(shù)國家都非常重視大力發(fā)展制造業(yè)，二戰(zhàn)后，計算機控制技術(shù)、微電子技術(shù)、信息和自動化技術(shù)有了迅速的發(fā)展，并在制造業(yè)中得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用，先后出現(xiàn)了數(shù)控、計算機數(shù)控、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計與制造、計算機集成

5、制造系統(tǒng)等多項先進制造技術(shù)與制造模式，推動著世界制造業(yè)進入一個嶄新的階段。而在這些技術(shù)環(huán)節(jié)中，具有很多優(yōu)點的步進電機就是一個重要角色，比如在數(shù)控技術(shù)中。方式，除上述三種步進電機的驅(qū)動方案之外，目前報道的驅(qū)動方案還有根據(jù)匯編語言或C語言進行軟件開發(fā)，最終實現(xiàn)由PC機直接控制步電機的方法；在windows平臺下和單片機配合控制步進電機，PLC控制的脈沖驅(qū)動方案等等。但是在有些應(yīng)用場合，并不需要高精度的控制，而是需要在滿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)簡單，成本低；電機各種運行狀態(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)性強等特點。本文就是采用這個思路進行設(shè)計。一般步進電機控制器都用硬件實現(xiàn)，雖然電路可以做到了高集成度，可價格較貴，功能相對較單一，并且設(shè)計要求有所改變，就得改變整個硬件電路，比較麻煩。而采用微控制器的軟件和硬件結(jié)合進行控制，運用其強大的可編程和運算功能，充分利用ARM的各種資源，能靈活的對步進電機進行控制，實現(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)計中利用上位機顯示和鍵盤電路，能做到一定的人機交換，在軟件設(shè)計上加入去抖動，因此具有一定的應(yīng)用價值。三、步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計簡介：1、設(shè)計的原則：步進電機控制系統(tǒng)的目的是在滿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)計時應(yīng)遵循以下原則(1)完整性原則。最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過程或機械設(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)濟性原則。力求控制系統(tǒng)簡單，實用，合理。2、系統(tǒng)設(shè)計的主要步驟：系統(tǒng)設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。所謂硬件設(shè)計，是指步進電機控制器整套設(shè)備的設(shè)計，而軟件設(shè)計即應(yīng)用程序的設(shè)計。整個系統(tǒng)的設(shè)計大致分為以下幾步：(1)深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，收集資料，對被控對象結(jié)構(gòu)功能作全面細致的了解。(2)系統(tǒng)IO設(shè)備以及器件的選擇和設(shè)計。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)