第四章常用控制程序的設(shè)計(jì)第1頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.1報(bào)警程序設(shè)計(jì)報(bào)警是微機(jī)控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，主要用于保證生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行和操作者的生命安全。在生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)被控對(duì)象的一些重要參數(shù)，當(dāng)超出允許范圍時(shí)，控制系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警程序主要有以下幾個(gè)步驟組成：（1）采樣被測(cè)參數(shù)（2）比較采樣值和給定的上下限（3）根據(jù)比較結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的處理程序采樣值>上限值，則報(bào)警采樣值<下限值，則報(bào)警采樣值在[上限值下限值]區(qū)間內(nèi)，則顯示或控制第2頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.1.1常用的報(bào)警方式在控制系統(tǒng)中通?？刹捎寐?、光及語言進(jìn)行報(bào)警。聲：聲音可由簡(jiǎn)單的電鈴、電笛發(fā)出，也可通過頻率可調(diào)的蜂鳴振蕩音響提供光：常取自發(fā)光二極管或白熾燈語言：語音芯片第3頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四1、發(fā)光二極管及白熾燈驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)某一路需要報(bào)警時(shí)，只需使該路輸出相應(yīng)的電平即可。74LS373鎖存器74LS06驅(qū)動(dòng)器第4頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、聲音報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路最常用的方法是采用模擬聲音集成電路芯片。第5頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.1.2簡(jiǎn)單的報(bào)警程序設(shè)計(jì)根據(jù)報(bào)警參數(shù)及傳感器的具體情況，報(bào)警程序的設(shè)計(jì)方法可分為兩種：全軟件報(bào)警方式：整個(gè)過程由軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單上、下限報(bào)警程序上下限報(bào)警處理程序硬件報(bào)警方式：硬件申請(qǐng)、軟件處理的報(bào)警方式第6頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四1、全軟件報(bào)警方式被測(cè)參數(shù)經(jīng)傳感器、變送器、A/D轉(zhuǎn)換器送到微型計(jì)算機(jī)，再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或處理，整個(gè)過程都由軟件實(shí)現(xiàn)。正常時(shí)，P1口輸出全為0。只要有一個(gè)參數(shù)不正常，P1.7=1，電笛響，同時(shí)將相對(duì)應(yīng)的位置1。X>MAXY報(bào)警NX<MINY報(bào)警NJNC無借位，則轉(zhuǎn)移JC有借位，則轉(zhuǎn)移110第7頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、硬件報(bào)警方式：硬件申請(qǐng)，軟件處理報(bào)警要求不通過程序比較法得到，而是直接由傳感器產(chǎn)生，若要報(bào)警則向CPU申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序進(jìn)行報(bào)警處理。硬件申請(qǐng)：參數(shù)全部正常時(shí)，只要有一個(gè)參數(shù)不正常，對(duì)應(yīng)的開關(guān)閉合。軟件處理：CPU響應(yīng)中斷，讀入報(bào)警狀態(tài)P1.0~P1.3，然后從P1口的高四位輸出，完成報(bào)警工作。11110110第8頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四假設(shè)液位下限報(bào)警，P1.2=0報(bào)警程序：MOVA,#0FFHMOVP1,AMOVA,P1P1:11111011，則A中的內(nèi)容為11111011BSWAPAA中的內(nèi)容為10111111BMOVP1,AP1:10111111P1.6=00P1.0~P1.7=1，不報(bào)警硬件申請(qǐng)中斷，CPU讀入P1口狀態(tài)A中高四位與低四位互換輸出報(bào)警信號(hào)第9頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.1.3越限報(bào)警程序設(shè)計(jì)為了避免測(cè)量值在極限值附近擺動(dòng)造成頻繁地報(bào)警，可以在上、下限附近設(shè)定一個(gè)回差帶。H——上限帶，L——下限帶BCD超過A點(diǎn)，則越過上限下降到B點(diǎn)以下，則復(fù)限在C點(diǎn)以下，越過下限上升到D點(diǎn)以上，則復(fù)限在H帶區(qū)內(nèi)擺動(dòng)不做越上限處理在L帶區(qū)內(nèi)擺動(dòng)不做越下限處理第10頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.1.3越限報(bào)警程序設(shè)計(jì)基本思路：設(shè)置越上限標(biāo)志位和越下限標(biāo)志位越上限，且越上限標(biāo)志位置位越下限，且越下限標(biāo)志位置位BCD報(bào)警第11頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四B沒有越上限，也沒有復(fù)位上限，則返回主程序，讓主程序做相應(yīng)的處理。越上限，且越上限標(biāo)志置位，則說明已經(jīng)在進(jìn)行報(bào)警處理若上一次采樣的數(shù)據(jù)越上限報(bào)警，則越上限標(biāo)志位一直是處于置位狀態(tài)，沒有復(fù)位的。D越下限，且越下限標(biāo)志置位，則說明已經(jīng)在進(jìn)行報(bào)警處理沒有越下限，也沒有復(fù)位下限，則返回主程序，讓主程序做相應(yīng)的處理。若上一次采樣的數(shù)據(jù)越下限報(bào)警，則越下限標(biāo)志位一直是處于置位狀態(tài)，沒有復(fù)位的。第12頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2開關(guān)量輸出接口技術(shù)在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，控制主要有：模擬量控制：控制水位、溫度、壓力等。開關(guān)量控制：通過控制設(shè)備的“開”或“關(guān)”狀態(tài)的時(shí)間來達(dá)到控制的目的。

第13頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2開關(guān)量輸出接口技術(shù)開關(guān)量的輸出要解決的兩大問題1、要放大輸出設(shè)備需要大電壓（電流）來控制，而微機(jī)系統(tǒng)輸出的開關(guān)量大都為TTL電平，這種電平一般不能直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備開啟或關(guān)閉。2、要隔離許多外部設(shè)備在開關(guān)過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾信號(hào)，如果不隔離，可能會(huì)使微機(jī)控制系統(tǒng)造成誤動(dòng)作乃至損壞。

第14頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2開關(guān)量輸出接口技術(shù)光電隔離技術(shù)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)大功率場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)可控硅接口技術(shù)電磁閥接口技術(shù)

第15頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.1光電隔離技術(shù)光電隔離器的種類：發(fā)光二極管/光敏三極管發(fā)光二極管/光敏復(fù)合晶體管發(fā)光二極管/光敏電阻發(fā)光二極管/光觸發(fā)可控硅第16頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.1光電隔離技術(shù)1、光電隔離器的原理

導(dǎo)通放大：加驅(qū)動(dòng)器，如7406或7407隔離：通過電—光—電的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備進(jìn)行控制，之間沒有電氣連接。第17頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.1光電隔離技術(shù)注意：輸入輸出端兩個(gè)電源必須單獨(dú)供電，否則外部干擾信號(hào)可能會(huì)通過電源串到系統(tǒng)中來，失去隔離的意義。

第18頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.2繼電器輸出接口技術(shù)繼電器是電氣控制中常用的控制器件，一般由通電線圈和觸點(diǎn)構(gòu)成。線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開線圈斷電，常開觸點(diǎn)打開，常閉觸點(diǎn)閉合

KMRSBRKMRKHKMFSB1KMFSBFKMRKMF第19頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.2繼電器輸出接口技術(shù)繼電器本身具有一定的隔離作用，但在與微機(jī)接口連接時(shí)通常采用光電隔離器進(jìn)行隔離。

10導(dǎo)通導(dǎo)通閉合通電第20頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.2繼電器輸出接口技術(shù)繼電器本身具有一定的隔離作用，但在與微機(jī)接口連接時(shí)通常采用光電隔離器進(jìn)行隔離。

第21頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.3固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)由于繼電器采用電磁吸合方式，在開關(guān)瞬間，觸點(diǎn)容易產(chǎn)生火花，從而引起干擾，在交流高壓電等場(chǎng)合，觸點(diǎn)容易氧化，影響可靠性，研制出一種新型的輸出控制器件——固態(tài)繼電器（SSR）。固態(tài)繼電器是一種帶光電隔離器的無觸點(diǎn)開關(guān)，用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，而在前級(jí)中與光電隔離器融為一體。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為直流型固態(tài)繼電器交流型固態(tài)繼電器第22頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.3固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)1、直流型固態(tài)繼電器第23頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四步進(jìn)電機(jī)控制原理圖101010第24頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.3固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)2、交流型固態(tài)繼電器采用雙向可控硅作為開關(guān)器件。第25頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.3固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)交流型固態(tài)繼電器可分為過零型交流SSR導(dǎo)通：輸入控制信號(hào)有效，且負(fù)載電源電壓接近零，輸入端負(fù)載電源才導(dǎo)通關(guān)斷：輸入控制信號(hào)撤銷后，流過雙向可控硅負(fù)載電流為零時(shí)關(guān)斷移相型交流SSR導(dǎo)通：輸入控制信號(hào)有效，不管負(fù)載電流相位如何，負(fù)載端立即導(dǎo)通關(guān)斷：輸入控制信號(hào)撤銷后，流過雙向可控硅負(fù)載電流為零時(shí)關(guān)斷第26頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四用交流型SSR控制交流電機(jī)原理圖0101導(dǎo)通截止電機(jī)正轉(zhuǎn)1010截止導(dǎo)通電機(jī)反轉(zhuǎn)第27頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.4大功率場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)

場(chǎng)效應(yīng)管是利用改變電場(chǎng)來控制固體材料導(dǎo)電能力的有源器件。G=1時(shí)，D和S導(dǎo)通，允許電流通過G=0時(shí)，D和S不導(dǎo)通，不允許電流通過控制柵極漏極源極第28頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四

大功率場(chǎng)效應(yīng)管本身沒有隔離作用，通常在它的前面加一級(jí)關(guān)電隔離器。采用大功率場(chǎng)效應(yīng)管的步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖10導(dǎo)通第29頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四采用大功率場(chǎng)效應(yīng)管的步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖1第30頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.5可控硅接口技術(shù)可控硅簡(jiǎn)稱SCR，也稱晶閘管，是一種大功率電器元件，在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)以及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。注意：可控硅與微機(jī)接口連接時(shí)也需要加光電隔離器。第31頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.2.5可控硅接口技術(shù)1、單向可控硅陽極陰極控制極SCR導(dǎo)通：VA>VK且Ig>觸發(fā)電流導(dǎo)通后，Ig即使為0，SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。SCR截止：VA<=VKIg——控制極電流第32頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、雙向可控硅正向?qū)ǎ篏上加正脈沖截止：VT1<=VT2反向?qū)ǎ篏上加負(fù)脈沖截止：VT2<=VT14.2.5可控硅接口技術(shù)第33頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四電磁閥是在氣體或液體流動(dòng)的管路中受電磁力控制開閉的閥門。4.2.6電磁閥接口技術(shù)線圈不通電線圈通電第34頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3電機(jī)控制接口技術(shù)對(duì)電機(jī)的控制主要是控制它的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。對(duì)轉(zhuǎn)向的控制，可設(shè)定一個(gè)標(biāo)志位來控制。若設(shè)標(biāo)志位為1，電機(jī)正轉(zhuǎn)，則標(biāo)志位為0，電機(jī)反轉(zhuǎn)。第35頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3電機(jī)控制接口技術(shù)4.3.1小功率直流電機(jī)調(diào)速原理4.3.2開環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)4.3.3PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第36頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.1小功率直流電機(jī)調(diào)速原理中小功率直流電機(jī)的調(diào)速多采用直流脈沖寬度調(diào)制（PWM）型調(diào)速系統(tǒng)。1、PWM調(diào)速：采用脈沖信號(hào)作為電機(jī)的控制信號(hào)，通過改變脈沖信號(hào)的占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。占空比：電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值。電機(jī)通電，則轉(zhuǎn)速增加電機(jī)斷電，則轉(zhuǎn)速降低以固定的占空比發(fā)送控制脈沖，則恒速旋轉(zhuǎn)第37頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.1小功率直流電機(jī)調(diào)速原理2、轉(zhuǎn)速和控制信號(hào)的關(guān)系設(shè)電機(jī)在恒定電壓下的轉(zhuǎn)速為Vmax，控制信號(hào)的占空比為D=t/τ（其中t代表通電時(shí)間，τ代表脈沖周期）則電機(jī)的的轉(zhuǎn)速和控制信號(hào)的關(guān)系可用如下公式表示：

V=Vmax×D（3-10）平均轉(zhuǎn)速第38頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.2開環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)1、開環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的組成原理圖如下所示：占空比由人工設(shè)定，一般通過開關(guān)給定，用每位開關(guān)的狀態(tài)表示“1”或“0”組成8位二進(jìn)制數(shù)。改變開關(guān)的狀態(tài)，即可改變占空比的大小。脈沖寬度發(fā)生器：由計(jì)算機(jī)根據(jù)給定的平均速度，計(jì)算出占空比，用軟件程序來實(shí)現(xiàn)。通過電力晶體管驅(qū)動(dòng)器GD，進(jìn)行功率放大電子開關(guān)：用來接通或斷開電機(jī)定子電源。第39頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四單片機(jī)控制的開環(huán)脈沖調(diào)速系統(tǒng)示意圖。

占空比D的設(shè)定：由8個(gè)單刀雙擲開關(guān)的狀態(tài)決定，開關(guān)的狀態(tài)N由PA口輸入。

N=00H，即所有開關(guān)接地，則D=0

N=FFH，即所有開關(guān)接電源，則D=1電機(jī)轉(zhuǎn)速V和開關(guān)狀態(tài)的關(guān)系為其中Vmax為電機(jī)在恒壓下的轉(zhuǎn)速第40頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2.開環(huán)脈沖調(diào)速系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)脈沖寬度的調(diào)制可通過軟件延時(shí)法實(shí)現(xiàn)。軟件延時(shí)法就是利用程序使控制電壓保持t秒的時(shí)間，再關(guān)斷τ-t秒的時(shí)間，則可實(shí)現(xiàn)占空比為τ/t的控制信號(hào)的輸出。PC5第41頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四3.電機(jī)控制接口直流電機(jī)與微機(jī)接口可采用以下4種方法實(shí)現(xiàn)連接。光電隔離器+大功率場(chǎng)效應(yīng)管固態(tài)繼電器專用接口芯片專用接口板采用固態(tài)繼電器的直流電機(jī)接口連接方法10第42頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.3PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)V=Vmax×D，求出D，再求出脈沖寬度（通電時(shí)間）電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)方法：軟件延時(shí)法和計(jì)數(shù)法軟件延時(shí)法：Tt1t2通電，延時(shí)t1后，斷電，延時(shí)t2后第43頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.3PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)法：電機(jī)通電N1個(gè)單位時(shí)間，斷電N2個(gè)單位時(shí)間。通電單位時(shí)間的次數(shù)n1，斷電單位時(shí)間的次數(shù)n2過程：輸出控制脈沖（通電），n1開始計(jì)數(shù)（從0開始）n1<N1，繼續(xù)輸出控制脈沖n1=N1，電機(jī)斷電，n2開始計(jì)數(shù)（從0開始）n2<N2，繼續(xù)斷電n2=N2第44頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.3.3PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、雙向直流電機(jī)控制原理電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制原理圖如下圖所示。開關(guān)S1和S4閉合，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)開關(guān)S2和S3閉合，電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)開關(guān)S3和S4閉合，電機(jī)繞組被短路，

處于剎車狀態(tài)所有開關(guān)都打開，電機(jī)處于自由滑

行狀態(tài)第45頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四電機(jī)的工作狀態(tài)真值表如表3-6所示。第46頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、控制接口電路PB口為輸入方式，控制8個(gè)開關(guān)提供脈沖寬度給定值PA口為輸出方式，控制輸出模型PC0=0，輸出正傳模型02HPC0=1，輸出反傳模型01HPC口為輸入方式：PC0控制方向PC1控制電機(jī)啟動(dòng)和停止第47頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四PC0=0，正傳，輸出02H02H=00000010BPA1=1，PA0=00101000101010√√××√√××第48頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四10第49頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四01輸出01H01H=00000001BPA1=0，PA0=1反轉(zhuǎn)第50頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四從PB口從PC口03H02H01H電機(jī)通電00H電機(jī)斷電第51頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.4步進(jìn)電機(jī)的控制接口技術(shù)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)。它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合單片機(jī)控制。特點(diǎn)：輸入信號(hào)為脈沖信號(hào)能夠直接接受計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)，而不需要進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換慣性很小，在允許的負(fù)荷范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)立即啟動(dòng)和立即停止定位精度非常高，不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)量的誤差積累第52頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.4.1步進(jìn)電機(jī)的工作原理4.4.2步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的原理4.4.3步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口程序設(shè)計(jì)第53頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.4.1步進(jìn)電機(jī)的工作原理1、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示定子：有6個(gè)均勻分布的磁極相對(duì)的磁極構(gòu)成一相相鄰的兩個(gè)磁極間的夾角為60°磁極的極身繞有控制繞組磁極的磁靴上均勻分布5個(gè)矩形小齒轉(zhuǎn)子：沒有繞組，均勻分布40個(gè)矩形小齒，相鄰兩齒夾角為9°。AA’BB’CC’第54頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)：錯(cuò)齒是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。當(dāng)某相繞組通電時(shí)，該繞組對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果此時(shí)定子的小齒和轉(zhuǎn)子的小齒沒對(duì)齊，則轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)一定的角度，使轉(zhuǎn)子的小齒和定子的小齒對(duì)齊。第55頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四舉例：①假設(shè)A相通電，B、C相不通電，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子的某個(gè)小齒（假設(shè)為0號(hào)齒）和A相中間的小齒對(duì)齊?！逜相和B相相差120°，13×9°=117°∴第13號(hào)小齒靠近B相磁極的中心線，且與中心線相差3°②變?yōu)锽相通電，A、C相不通電，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子的第13號(hào)小齒和B相中間的小齒對(duì)齊，即整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)了3°，步進(jìn)電機(jī)走了一步?！連相和C相相差120°，13×9°=117°∴第26號(hào)小齒靠近C相磁極的中心線，且與中心線相差3°③變?yōu)镃相通電，A、B相不通電，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子的第26號(hào)小齒和C相中間的小齒對(duì)齊，即整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)了3°，步進(jìn)電機(jī)走了一步?！喟凑誂→B→C→A的順序輪流通電一周，則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)9°第56頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四磁阻式步進(jìn)電機(jī)的步距角（Qs）的計(jì)算：第57頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四例：第58頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四4.4.2步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的原理1、典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的組成典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如下圖所示：步進(jìn)控制器：把輸入的脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)型脈沖，以便控制步進(jìn)電機(jī)，并能進(jìn)行正、反向控制。功率放大器：把環(huán)型脈沖加以放大，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。第59頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四2、微機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如果用軟件代替步進(jìn)控制器，就可以根據(jù)系統(tǒng)需要通過編程的方法在一定的范圍之內(nèi)任意設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度、轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)可以大大簡(jiǎn)化控制電路，降低成本，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。典型的微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)原理框圖如下圖所示。第60頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四利用微機(jī)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，必須解決以下兩個(gè)問題：

1、脈沖序列的形成

2、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制

第61頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四①脈沖序列的形成用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一系列脈沖波。實(shí)現(xiàn)方法：先輸出一個(gè)高電平，延時(shí)一段時(shí)間后，再輸出一個(gè)低電平，然后再延時(shí)。在微機(jī)控制系統(tǒng)中，延時(shí)可通過軟件或定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。第62頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四利用軟件形成脈沖序列的程序流程圖如下圖所示：第63頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四②步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制：步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和內(nèi)部繞組的通電順序及通電方式有關(guān)。通電方式：三相單三拍方式：正向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳→B→C→A

反向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳→C→B→A三相雙三拍方式：正向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳B→BC→CA→AB

反向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳B→CA→BC→AB三相六拍方式：正向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳→AB→B→BC→C→CA→A

反向旋轉(zhuǎn)，通電順序?yàn)锳→CA→C→BC→B→AB→A第64頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四旋轉(zhuǎn)方向的控制步驟：（1）用單片機(jī)的一位輸出口控制步進(jìn)電機(jī)的一相繞組例如，可以用P1.0、P1.1、P1.2分別控制A相、B相和

C相繞組。（2）根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的類型和控制方式找出相應(yīng)的控制模型（3）按照控制方式規(guī)定的順序向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送脈沖序列，即

可控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。第65頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四控制方式的數(shù)序模型：用P1.0、P1.1、P1.2分別控制A相、B相和C相繞組則P1口：（1）三相單三拍方式正轉(zhuǎn)：A0000000101H反轉(zhuǎn)：A0000000101HB0000001002HC0000010004H

C0000010004HB0000001002HA0000000101HA0000000101HCBAABC第66頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四（2）三相雙三拍方式正轉(zhuǎn)：AB0000001103H反轉(zhuǎn)：AB0000001103HBC0000011006HCA0000010105H

CA0000010105HBC0000011006HAB0000001103HAB0000001103HABC第67頁，共78頁，2023年，2月20日，星期四（3）三相六拍方式正轉(zhuǎn)：A0000000101H反轉(zhuǎn)：A0000000101HAB0000001103HCA0000010105H

B0000001002HC0000010004HBC0000011006HBC0000011006HC0000010004HB0000001002HCA0000010105HAB0000001103H

A0000000101HA0000000101HABCABBCCA第68頁