Блок схема и конструктивна схема на системата за управление на стъпковия двигател
1 принцип на проектиране на системата
Системата за контрол на стъпковия двигател се състои главно от четири модула, като например микрокомпютър с един чип, LED клавиатура, задвижване / усилване и компютърен горен компютър. PC модулът е част от софтуерния контрол. За да се защити хардуерната верига на системата за управление с един чип, се добавя верига за защита от претоварване между едночиповия микрокомпютър и стъпковия двигател. Фигура 1 е блокова схема на системата за управление на стъпков двигател.
2 система хардуер дизайн верига
2.1 модул с един чип
Модулът MCU се състои основно от MSP430FG4618 MCU и периферно филтриране, управление на захранването и кристален осцилатор.
8KBRAM и 116KBFlash вътре в MSP430FG4618 MCU отговарят на изискванията за съхранение на системата за управление. Портовете P1 и P2 променят работното състояние на стъпковия двигател в зависимост от състоянието на бутона по време на работния процес на стъпковия двигател. Модулът USART реализира MCU и PC. Комуникацията между горния компютър осъществява управлението на стъпковия двигател от компютъра.
2.2 Клавиатура / LED модул
За да се осъществи диалог човек-машина, конструкцията на системата разширява матричната клавиатура с 3x4 бутона и четирите 8-сегментни LED дигитални тръби, които могат да се управляват директно от системата за управление.
След като системата е включена, стартирането и спирането на стъпковия двигател, броят стъпки и кормилното управление се въвеждат през клавиатурата, а скоростта и управлението на стъпковия двигател се показват динамично от LED тръбата. Входът на клавиатурата и изхода на LED тръбата се контролират от 8279, което намалява натоварването на микроконтролера.
8279 програмирането работи в режим на въвеждане на сканиране на клавиатурата и има функция debounce при четене на клавиатурата, за да се избегне фалшиво задействане. Фигура 3 е блокова диаграма на проектната структура на LED модула на клавиатурата.
2.3 Модул за задвижване / усилване
Системата за управление използва импулсен сплитер (известен също като логически конвертор) PMM8713 за управление на стъпков двигател. Устройството е CMOS интегрална схема с възможност за фазово изходно задвижване (източник на ток или мощност на захранване) от 20mA. Подходящ е за управление на трифазна или четирифазна. Стъпков двигател, може да избере следните 6 вида възбуда: трифазен стъпков електрически напред: 1 фаза, 2 фаза, 1-2 фаза; четири фаза стъпков електрически напред: 1 фаза, 2 фаза, 1-2 фаза. Режимът на въвеждане може да бъде избран от един часовник (плюс сигнал за посока) и двоен часовник (часовник напред или назад), с функции като управление напред и назад, първоначално нулиране, мониторинг на произхода, наблюдение на режима на възбуждане и мониторинг на входния импулс.
3 проектиране на системен софтуер
3.1 Програма за микроконтролер
Таймерът се генерира от таймера TIMER_A (TA), прекъсващ едночиповия микрокомпютър, и точната преброяване на броя на стъпките и броя на завъртанията на стъпковия двигател се реализира в програмата за прекъсване на реакцията, а контролът на скоростта е реализирани от PWM; прекъсването на P1.0 порта се използва за изключване на TA прекъсването. Програмата се натиска върху стека, за да спре двигателя; P1.1 прекъсва включването на TA прекъсването, стакът се натиска в програмния брояч (PC), включва двигателя; Порт P3.1 извежда високо ниво, контролирано от PM / 87 U / D порта. ; P3.0 ~ P3.7 порт, свързан към 8279 8 интерфейс за данни, когато MCU сканира към матричната клавиатура с натискане на клавиш, използва прекъсването на P2 порта за задаване на TA, управление и спиране на управлението, скорост и управление, и т.н., докато MCU обратна връзка Дайте 8279 контрол LED индикация на скоростта на тръбата и управление. Потокът на програмата е показан на фигура 5.
3.2PC хост компютър модул
Компютърният модул на компютърния компютър осъществява управлението на стъпковия двигател от компютъра. Модулът USART на едночиповия микрокомпютър MSP430 се използва за осъществяване на комуникация с компютърния компютър, а компютърът изпраща контролна команда към едночиповия микрокомпютър през серийния порт, за да осъществи управление на двигателя.
Командата за управление, получена от MCU, временно се съхранява в RXBUFFER и след това се сравнява с адреса на влизане на програмата за прекъсване, запаметена в светкавицата, и същото прекъсване се въвежда за осъществяване на управлението на стъпковия двигател. Когато работите с този модул, трябва да включите 8MHz кристал, за да настроите скоростта на предаване за модула USART (задайте скоростта на предаване на данни до 9600).
Софтуерът за управление е написан от VB6.0 и използва контрола MSComm за осъществяване на серийни комуникационни функции. Интерфейсът му за управление на софтуера е показан на фигура 6.
4 тестване на системата
За да се провери действителното работно състояние на системата за управление, максималният статичен въртящ момент, излъчван от стъпковия двигател, се измерва чрез метода за преобразуване на енергията, като се има предвид изходният ток на PMM2101. Кривата на статичната характеристика на връзката между максималния статичен въртящ момент и тока на стъпковия двигател се измерва чрез избиране на интервала на изходния ток от 0.2A. Както е показано на фиг. 7, конструкцията на системата за управление е разумна.
