基于DSP的步进电机控制模块设计 ㊣ 精品文档 值得下载

通电换相步进电机就正转如果按反序通电换相，则电机就反转。

例如四相步进电动机工作在单四拍方式，通电换相的正序是，电动机就正转，如果按反序，电动机就反转。

步进电机的速度如果给步进电动机发个控制脉冲，它就转个步距角，再发个脉冲，它会再转个步距角。

两个脉冲的间隔时间越短，步进电机就转得越快，因此，脉冲的频率决定了步进电机的转速。

硬件电路设计图系统控制硬件框图驱动电路驱动器的选择设计中，执行元件选用的是两相混合步进电机，故可用和两芯片可方便地组成步进电动机控制驱动器，其中是步进电动机控制器包括环形分配器，是双桥式驱动器。

它们所组成的微处理器至双桥式步进电动机的接口的优点是，需要的元件很少，从而使得装配成本低，可靠性高和占空间小。

并且通过软件开发，可以简化和减轻微型计算机的负担。

芯片的介绍为所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片，内部包含信道逻辑驱动电路，是种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动个二相或个四相步进电机，内含二个的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准逻辑准位信号，可驱动以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压此芯片可直接由单片机的端口来提供模拟时序信号，。

之接脚如图所示，和可与电流侦测用电阻连接来控制负载的电路和之间分别接个步进电机输入控制电位来控制电机的正反转则控制电机停转。

时钟电路上有个基于电路的片上时钟模块，为及外设提供时钟有两种方式种是用外部的时钟源，将其连接到引脚上或者引脚上，接地另种是使用振荡器产生时钟，用的晶方式选择，该串行控制输入在的上升沿锁存到控制器中。

引脚带内部上拉测试数据输入，在的上升沿从输入的数据的锁存到选定的寄存器中。

为扫描输出，测试数据输出，在的下降沿，选定寄存器的内容被移出到的引脚。

为带内部上拉的测试时钟。

带内部上拉仿真器引脚，当引脚被拉高时，该引脚用作仿真器的中断，通过扫描可定义为引脚引脚带内部下拉的的测试复位，当拉高时，扫描控制系统的控制控制器运行，若该引脚未接或低电平时，控制器运行在功能方式，并且测试复位信号无效。

仿真器引脚，该引脚禁止所有的输出，当引脚拉高时，该引脚用作来自或到仿真器的中断。

相反，该引脚为引脚。

图仿真电路程序设计流程图中断程序图中断程序根据标志计数器加或减，从共拍送计数器相应的控制字到步进电机驱动器中断服务程序开始中断服务程序结束主程序图主程序程序见附录实验现象可以看到显示控制模块上的电机指针在转动，使用和键可控制开始初始化时钟初始化中断寄存器定时器初始化，步进电机使能键盘检测键盘输入键盘输入或控制方向关闭使用设备计数器计数方向，反向送控制字退出其转动方向。

总结本次设计主要研究基于的步进电动机控制系统的实现和设计。

论文的主要工作总结如下系统总体方案设计选取公司的作为控制核心。

在硬件控制系统方面，详细讨论步进电机的控制方法，完成了电机驱动按键控制产生以及各种外围电路等单元的设计和调试，极大地简化了系统组成，提高系统的运行速度。

在软件控制系统方面，详细讨论了该控制系统的组织体系结构，设计了控制单元的软件系统，完成了系统的电机控制等流程图。

步进电动机控制系统研究本人认真研究和分析了步进电动机控制系统的基本概念原理，构建了控制系统，使我对步进电动机控制系统有了深入的理解。

本论文针对控制步进电动机采用了硬件分配脉冲的方式，改善控制性能。

参考文献王念旭基础和应用系统设计北京航空航天大学出版社，附录和两个的电容组成的电路分别连接到和引脚上，引脚接地。

我们常用第二种来产生时钟。

此时钟将通过个内部锁相环电路，进行倍频。

由于的最大工作频率是，所以倍频值最大是。

其中倍频值由的低四位和的第位来决定。

时钟电路如下外部存储器时钟电路复位电路驱动电路仿真接口图时钟电路复位电路设计芯片具有复位操作功能。

引脚为复位电平输入引脚，此引脚输入低电平时复位有效。

是不可屏蔽的外部中断，并具有最高优先级，可以在上电或芯片工作的任何时候进行复位，以便把芯片置为初始状态。

通常在上电之后，系统的振荡器处于不稳定的起振工作阶段，芯片也就处在未知状态，因此，在每次上电之后都应使芯片处于复位状态，即使引脚电平为低。

本次设计采用的复位电路由电源接通的引脚，达到复位的目的。

图复位电路外部存储器设计我们在芯片外扩展了位的存储器，存储器占用的地址空间共有，因此片外存储器实际占用的地址是，其他的部分暂时没有使用，如果有特殊需要，可以最多放置的存储器。

片外扩展的存储器型号是，这种器件可以按照位或位的方式使用，它的电平可以和通常的器件连接。

存储器与连接的示意图如下所示。

图存储器与连接的示意图外扩的存储器可以实现随机访问，这部分映射空间可以在上电复位后的任何时候访问，此时不需要对做任何初始化。

如果需要这部分存储器在高速的状态下运行，需要修改的存储器等待状态。

具体设置的存储器和数值可以参考数据手册。

般来说，为保证存储器的稳定读写，当在最高速状态运行时，只需要个软件等待状态。

仿真接口目标器件通过专用的仿真端口支持仿真，此端口由仿真器直接访问并提供仿真功能。

接口电路为仿真器与微机的接口电路，便于系统进行在线调试。

在仿真器和目标系统之间提供高质量的信号是极为重要的，用户必须提供正确的信号缓冲，测试时钟输入以及多处理器的内部连接，以确保仿真器和目标系统良好工作。

为了便于写入程序，设计了仿真接口。

如图所示电路与的的引脚相连组成仿真接口。

引脚带内部上拉的流程图程序实验现象总结参考文献附录课程设计题目内容与要求设计内容利用设计个步进电机控制模块。

掌握使用的扩展端口控制外围设备信息的方法。

掌握使用通用计时器的控制原理及中断服务程序的编程方法。

了解步进电机的控制方法。

具体要求完成硬件各部分的设计软件部分的设计。

步进电机的介绍步进电机的概念步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

在非超载的情况下，电机的转速停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机的原理当电流流过定子绕组时，定子绕组产生矢量磁场。

该磁场会带动转子旋转角度，使得转子的对磁场方向与定子的磁场方向致。

当定子的矢量磁场旋转个角度。

转子也随着该磁场转个角度。

每输入个电脉冲，电动机转动个角度前进步。

它输出的角位移与输入的脉冲数成正比转速与脉冲频率成正比。

改变绕组通电的顺序，电机就会反转。

所以可用控制脉冲数量频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

步进电机的分类目前常用的有三种步进电动机反应式步进电动机。

反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小但动态性能差。

永磁式步进电动机。

永磁式步进电动机出力大，动态性能好但步距角大。

混合式步进电动机。

混合式步进电动机综合了反应式永磁式步进电动机两者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。

它有时也称作永磁感应子式步进电动机系统设计芯片的选择本次课程设计选用的芯片为芯片。

型数字信号处理器公司的款系列浮点控制器。

与以往的定点相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，转换更精确快速等。

具有的高速处理能力，具备位浮点处理单元，个通道支持和，有多达路的输出，其中有路为特有的更高精度的输出，位通道。

得益于其浮点运算单元，用户可快速编写控制算法而无需在处理小数操作上耗费过多的时间和精力，与前代相比，平均性能提高，并与定点控制器软件兼容，从而简化软件开发，缩短开发周期，降低开发成本。

在保持时钟速率不变的情况下，新型浮点控制器与前代领先数字信号控制器相比，性能平均提高。

与作用相当的位定点技术相比，快速傅立叶转换等复杂计算算法采用新技术后性能提升了倍之多。

系统框图图步进电机设计原理步进电机的控制芯片在电机控制中的应用器件具有较高的集成度，具有比单片机更快的，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和缓冲器，提供高速同步串口和标准异步串口。

最为突出的是，器件精简的指令系统大多数指令能在个指令周期内完成独立的程序和数据空间等使其具有高速的数据运算能力。

采用基于的电机专用集成电路的另个好处是，可以降低对传感器等外围器件的要求。

而且，控制器能自接以动态控制方式运行，无需依赖于过去查寻图表的方式。

在高速控制中，使用可进行通常的位检测和逻辑运算以及高速数据传送。

随着价格的日益下降，性能不断提高，采用器件代替单片机来控制电机将成为电机控制的发展趋势。

用于电机控制有很多好处执行高级运算，减少力矩纹波，从而低振动长寿命高级运算使得谐波小，很容易满足国家标准要求，降低滤波器成本提供无传感器运算，省去位置和速度传感器减少查询表，降低内存需求实时产生平滑的近乎完美的参考模型，获得好的性能控制逆变器，产生高精度输出提供单片控制系统。

步进电机的控制原理事件管理器的比较单元总共可以产生路脉冲，算上通用定时器的比较操作总共可以提供路。

每个步进电机需要路，路用于转向控制，路用于步进控制。

步进电机的基础与应用系统设计课程设计课程设计报告题目基于的步进电机控制模块设计姓名吴清清院系电力学院专业电子科学与技术学号指导教师谭联完成时间年月日摘要电动机控制是工业自动化进程中个相当重要的组成部分，随着工业自动控制对电动机控制产品需求的不断增加，现代电动机控制技术也变得越来越重要，微处理器已经广泛用于电动机控制领域。

由于处理数据量的增加和对实时性的要求不断提高，传统的基于单片机的控制策略越来越不能满足需要，随着数字信号处理器的迅速发展及性价比的不断提高，数字信号处理器应用于电动机控制领域已经成为种趋势。

因此研究在控制系统中的应用也有重要的意义。

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