電子競賽輔導(dǎo)（控制類）重慶科技學(xué)院李正中2013年7月17日微機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型微機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖歷屆大賽控制類題目①水溫控制系統(tǒng)（1997年C題）②自動往返電動小汽車（2001年C題）③簡易智能電動車（2003年E題）④液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置（2003年F題）⑤懸掛運(yùn)動控制系統(tǒng)（2005年E題）⑥電動車蹺蹺板（2007年F題本科組）⑦聲音引導(dǎo)系統(tǒng)（2009年B題）

⑧智能小車（2011年C題）控制系統(tǒng)設(shè)計的能力需要（1）系統(tǒng)控制方案和算法設(shè)計（2）微控制器及其外圍電路模塊制作和編程（3）傳感器電路模塊制作和編程（4）電機(jī)控制電路模塊制作和編程（5）電源電路模塊制作（6）機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)制作控制專題（一）：直流電機(jī)控制小直流電機(jī)具有體積小、調(diào)速簡單等優(yōu)點(diǎn)，故常用于小車的動力裝置。小直流電機(jī)的控制內(nèi)容：（1）速度控制（2）方向控制控制專題（一）：直流電機(jī)控制（1）小直流電機(jī)的速度控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為：其中：U~電樞端電壓；I~電樞電流；R~電樞電路總電阻；Φ~每極磁通量；K~電動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。則電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法可采取電樞電壓控制法，即勵磁恒定不變的情況下，通過調(diào)節(jié)電樞電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。如何控制電壓？——PWM（PulseWidthModulation）脈寬調(diào)制控制專題（一）：直流電機(jī)控制PWM原理當(dāng)晶體管V的基極輸入高電平時，V導(dǎo)通，直流電機(jī)電樞繞組兩端有電壓Us，t1秒后，基極輸入變?yōu)榈碗娖?，V截止，電機(jī)電樞兩端電壓為0；t2秒后，基極輸入重新變?yōu)楦唠娖?，V的動作重復(fù)前面的過程。

電機(jī)電樞兩端的電壓平均值Uo為：

控制專題（一）：直流電機(jī)控制PWM原理電機(jī)電樞兩端的電壓平均值Uo為：

?稱為占空比，表示在一個周期T里，晶體管導(dǎo)通的時間與周期的比值。?的變化范圍為[0,1]。當(dāng)電源電壓Us不變時，電樞端的平均電壓Uo取決于?的大小，改變?的值就可以改變端電壓的平均值，從而進(jìn)行調(diào)速，這就是PWM調(diào)速原理。如何改變?的值？常用的一種方法是定頻調(diào)寬法。即使周期T保持不變，同時改變t1和t2的大小?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制生成PWM波的方法延時程序?qū)Ｓ肞WM波生成器帶PWM模塊的單片機(jī)單片機(jī)的定時器STC12C60S2

STC12C2052控制專題（一）：直流電機(jī)控制定時中斷法生成PWM波設(shè)51單片機(jī)晶振12MHz，利用P2.0口發(fā)出周期為10ms，占空比為50%的PWM波信號#include"reg51.h"sbitpwm=P2^0;unsignedcharcount=0;voidmain(){ TMOD=0x01;//定時器0方式1 TH0=0xfc; TL0=0x18;//定時1ms ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1);}voidtimer0()interrupt1using1{ TH0=0xfc; TL0=0x18; count++; if(count<5)pwm=1; elseif(count<10)pwm=0; else{count=0;pwm=1;}}思考題：若需要占空比可調(diào)，程序應(yīng)如何修改？控制專題（一）：直流電機(jī)控制（2）小直流電機(jī)的方向控制——H橋電路

方向=1：PWM=1時，Y1=1；V1和V4導(dǎo)通

PWM=0時，Y1=0；V1和V4截至V2和V3一直截至控制專題（一）：直流電機(jī)控制（2）小直流電機(jī)的方向控制——H橋電路

方向=0：PWM=1時，Y2=1；V2和V3導(dǎo)通

PWM=0時，Y2=0；V2和V3截至V1和V4一直截至控制專題（一）：直流電機(jī)控制可逆PWM控制設(shè)51單片機(jī)晶振12MHz，通過H橋電路生成可逆PWM波，P2.0發(fā)出周期為10ms，占空比為50%的PWM波，P2.1控制方向。#include"reg51.h"sbitpwm=P2^0;sbitdirect=P2^1;sbitkey=P1^0;//由該引腳電平判斷正反轉(zhuǎn)unsignedcharcount=0;voidmain(){ TMOD=0x01;//定時器0方式1 TH0=0xfc; TL0=0x18;//定時1ms ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1) {scan();}}voidtimer0()interrupt1using1{ TH0=0xfc; TL0=0x18; count++; if(count<5)pwm=1; elseif(count<10)pwm=0; else{count=0;pwm=1;}}voidscanf(){ if(key==1)direct=1; elsedirect=0;}控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片驅(qū)動兩個二相直流電機(jī)驅(qū)動一個四相直流電機(jī)驅(qū)動一個兩相步進(jìn)電機(jī)控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

控制專題（一）：直流電機(jī)控制（3）多路小直流電機(jī)的可逆控制——L298N

設(shè)計實(shí)例：兩路電機(jī)PWM調(diào)速設(shè)計內(nèi)容：對兩路電機(jī)分別實(shí)現(xiàn)啟/停、正/反轉(zhuǎn)和加/減速控制系統(tǒng)硬件：單片機(jī)P0口接8個按鍵，分別為電機(jī)A和電機(jī)B的啟/停鍵、正/反轉(zhuǎn)鍵、加速鍵和減速鍵單片機(jī)的P2.0~P2.5接L298N的兩路電機(jī)控制端口控制專題（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——循跡小車

功能：小車按圖所示的黑色軌跡運(yùn)行組成：電源模塊、循跡模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊器件：51單片機(jī)、9V直流電機(jī)、循跡傳感器控制專題（一）：直流電機(jī)控制電源模塊設(shè)計

電源模塊是智能車硬件設(shè)計中的一個重要組成部分，按照系統(tǒng)各部分正常工作的需要，電壓值分為5V和9V兩個擋。其中：主控模塊和循跡模塊需用5V電源供電；電機(jī)和驅(qū)動模塊需用9V電源供電。電源選擇：干電池、充電電池；盡量選取容量較大的?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制電源模塊設(shè)計

以6節(jié)5號堿性電池為例：9V直接給L298驅(qū)動端VS供電，以驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過穩(wěn)壓芯片降壓到5V后，給單片機(jī)和循跡模塊供電穩(wěn)壓芯片的選擇：7805（2.5V,1A）LM2940（0.5V,1A）SPX1117（1.1V,800mA）……防止電機(jī)啟動拉低單片機(jī)電流：電解電容控制專題（一）：直流電機(jī)控制電源模塊設(shè)計

控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡模塊設(shè)計

常見循跡傳感器：反射式光電傳感器、紅外對管、黑白線傳感器。控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡模塊設(shè)計

反射式光電傳感器原理：白色反光，黑色吸光控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡模塊設(shè)計

反射式光電傳感器電路：原理：當(dāng)光電傳感器檢測到黑線時，V1為高電位，若此時LM324同向端低于V1，則Vout輸出低電平。當(dāng)光電傳感器檢測到白線時，V1為低電位，若此時LM324同向端高于V1，則Vout輸出高電平。調(diào)節(jié)電位器，使LM324同向端輸入電壓在V1的高低電平之間控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡模塊設(shè)計

傳感器布局：數(shù)量：最少2個，越多探測信息越豐富，但也要考慮電路復(fù)雜度和功耗等排列：單排，雙排，八字形排列、W型排列等控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡算法設(shè)計

2傳感器布局為例：狀態(tài)一：小車走直線控制策略：左右輪電機(jī)轉(zhuǎn)速相同控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡算法設(shè)計

2傳感器布局為例：狀態(tài)二：小車右轉(zhuǎn)控制策略：右輪轉(zhuǎn)速大于左輪控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡算法設(shè)計

2傳感器布局為例：狀態(tài)三：小車左轉(zhuǎn)控制策略：左輪轉(zhuǎn)速大于右輪控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡算法設(shè)計

2傳感器布局為例：狀態(tài)四：特殊情況控制策略：根據(jù)前一次狀態(tài)標(biāo)記決定當(dāng)前狀態(tài)。前一次是右轉(zhuǎn)，當(dāng)前接著右轉(zhuǎn)前一次是左轉(zhuǎn)，當(dāng)前接著左轉(zhuǎn)控制專題（一）：直流電機(jī)控制循跡算法設(shè)計

2傳感器布局為例：voidscan_led(){ if(P0^0==0&&P0^1==0){speedL=a;speedR=a;flag=0;} if(P0^0==0&&P0^1==1){speedL=0;speedR=a;flag=1;} if(P0^0==1&&P0^1==0){speedL=a;speedR=0;flag=2;} if(P0^0==1&&P0^1==1) { if(flag==1){speedL=0;speedR=a;} else {speedL=a;speedR=0;} }}控制專題（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——避障小車

功能：小車從無障礙地區(qū)啟動前進(jìn)，感應(yīng)前進(jìn)路線上的障礙物后，根據(jù)障礙物的位置選擇下一步行進(jìn)方向。

組成：電源模塊、避障模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊器件：51單片機(jī)、9V直流電機(jī)、避障傳感器控制專題（一）：直流電機(jī)控制避障模塊設(shè)計

常見避障傳感器：超聲波、激光、紅外對管、視頻和光電開關(guān)等

控制專題（一）：直流電機(jī)控制避障模塊設(shè)計

超聲波傳感器使用：距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;

控制專題（一）：直流電機(jī)控制避障模塊設(shè)計

控制專題（一）：直流電機(jī)控制避障模塊設(shè)計

光電開關(guān)使用：模塊工作原理：（1）紅色：接4.5-5V電源（2）黃色：接單片機(jī)，輸出TTL電平給單片機(jī)（先接10k上拉電阻），無障礙該引腳為高電平，有障礙輸出低電平（3）綠色：接GND黃色輸出端的電平信號可用查詢方式或中斷方式讀取?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制避障算法設(shè)計

控制專題（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——尋光小車

功能：小車自動尋找光源，并向光源行駛

組成：電源模塊、尋光模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊器件：51單片機(jī)、9V直流電機(jī)、尋光傳感器控制專題（一）：直流電機(jī)控制尋光模塊設(shè)計

常見尋光傳感器：硅光電池、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等

控制專題（一）：直流電機(jī)控制尋光模塊設(shè)計

光敏電阻特性：光敏電阻器又稱光導(dǎo)管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速減小，可用于檢測可見光。

光敏電阻器的主要參數(shù)1）亮電阻（kΩ）：指光敏電阻器受到光照射時的電阻值。2）暗電阻(MΩ)：指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時的電阻值。3）最高工作電壓(V)：指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。控制專題（一）：直流電機(jī)控制尋光模塊設(shè)計

光敏電阻電路：AD端電壓=Vcc×R2/(R1+R2)調(diào)節(jié)R2，使AD端電壓在無光照和有光照時的電壓范圍盡量寬。AD端電壓可送入AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以備后續(xù)處理?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制尋光算法設(shè)計

車頭安放兩路光敏電阻采樣電路，并用遮光板隔開。兩路電壓采樣值送AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果控制小車運(yùn)行方向。情況一：A>B光源在左側(cè)，小車左轉(zhuǎn)控制專題（一）：直流電機(jī)控制尋光算法設(shè)計

情況二：A<B光源在右側(cè)，小車右轉(zhuǎn)車頭安放兩路光敏電阻采樣電路，并用遮光板隔開。兩路電壓采樣值送AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果控制小車運(yùn)行方向?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制尋光算法設(shè)計

情況三：A=B若A,B大于閥值X，則光源在車正前方，小車直行若A,B小于閥值X，則光源在車正后方，小車左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)/后退車頭安放兩路光敏電阻采樣電路，并用遮光板隔開。兩路電壓采樣值送AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果控制小車運(yùn)行方向。控制專題（一）：直流電機(jī)控制尋光算法設(shè)計

說明：|A-B|<=Z，表示兩個傳感器值幾乎相等，此時的情況有兩種，光源在車正前方（A和B均大于閥值X）和光源在車正后方。|A-B|>Z，表示光源在車的側(cè)方，若A>B，則在左側(cè)；反之，則在右側(cè)?？刂茖ｎ}（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——其它功能

功能：測速、金屬探測、聲光報警等

速度/行程：方法一：反射式光電傳感器高（低）電平個數(shù)/4=車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)圈數(shù)*車輪周長=行程行程/時間=速度控制專題（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——其它功能

功能：測速、金屬探測、聲光報警等

速度/行程：方法二：霍爾感器傳感器對磁鐵極性有要求控制專題（一）：直流電機(jī)控制（4）智能小車設(shè)計實(shí)例——其它功能

功能：聲控、測速、金屬探測、聲光報警等

金屬探測：黑色線接單片機(jī)接近開關(guān)控制專題（一）：直流電機(jī)控制（5）智能小車設(shè)計總結(jié)

電機(jī)選擇：對于位置精度要求不高（厘米級）的小車，采用直流電機(jī)驅(qū)動。傳感器最好采用模塊，減少設(shè)計周期，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來一個電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機(jī)械移動一小段距離。特點(diǎn)：(1)給一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。

(2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

(3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動方向分類：反應(yīng)式——步距角小永磁式——轉(zhuǎn)矩大混合式——結(jié)合上述兩者優(yōu)點(diǎn)控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC

定子內(nèi)圓周均勻分布著六個磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩個相對的繞組組成一相。轉(zhuǎn)子有四個齒。定子轉(zhuǎn)子控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作原理給定子繞組通電時，轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一個角度。由于勵磁磁通力圖沿磁阻最小路徑通過，因此對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對齊位置時，因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個位置上。由此可見：錯齒是助使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制相、拍、齒距角、步距角的概念“相”－繞組的個數(shù)

“齒距角”

－轉(zhuǎn)子相鄰兩齒的夾角“拍”－繞組的通電狀態(tài)。如：三拍表示一個周期共有3種通電狀態(tài)，六拍表示一個周期有6種通電狀態(tài)，每個周期步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一個齒距角?！安骄嘟恰保D(zhuǎn)子每拍轉(zhuǎn)動的角度步距角θ＝360/(NZ)

N：步進(jìn)電機(jī)的拍數(shù)Z：轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。

結(jié)論：步距角反映出步進(jìn)電機(jī)的精度，步距角越小，該步進(jìn)電機(jī)能夠輸出的單位位移量越小。步距角與電機(jī)本身結(jié)構(gòu)（轉(zhuǎn)子齒數(shù)）和工作方式（拍數(shù)）有關(guān)控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式單拍方式——如三相步進(jìn)電機(jī)：三相單三拍CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C

相不通電。由于在磁場作用下，轉(zhuǎn)子總是力圖旋轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置，故在這種情況下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對齊。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式

同理，B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B′

磁極軸線對齊；當(dāng)C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C′、C

磁極軸線對齊。CA'BB'C'A34121C'342CA'BB'A控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式單拍方式——如三相步進(jìn)電機(jī)：三相單三拍

這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。

按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過30°(步距角)，每個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)過90°(一個齒距角)?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式雙拍方式——如三相步進(jìn)電機(jī)：三相雙三拍按ABBCCA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式AB通電CA'BB'C'A3412BC通電3412CA'BB'C'ACA通電CA'BB'C'A3412與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時每個通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30(步距角)，一個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式單雙拍方式——如三相步進(jìn)電機(jī)：三相六拍按AABBBCCCA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對齊。

A、B相同時通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達(dá)左圖所示位置。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制CA'BB'C'A3412

B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CA'BB'C'A

B、C相同時通電，C'、C磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的工作方式小結(jié)：單拍——實(shí)現(xiàn)簡單，性能較差雙拍——轉(zhuǎn)矩較大，帶負(fù)載能力較強(qiáng)單雙拍——步距角較小，控制精度較高控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制兩相步進(jìn)電機(jī)單拍通電方式：控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制兩相步進(jìn)電機(jī)雙拍通電方式：控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制兩相步進(jìn)電機(jī)單-雙拍通電方式：控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制兩相步進(jìn)電機(jī)單-雙拍通電方式：控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動方式控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動方式voidmain(){ TMOD=0x01; TH0=0x3c; TL0=0xb0;//定時0.05s EA=1; ET0=1; EX0=1;TR0=1; while(1);}voidtimer0()interrupt1using1{ TH0=0x3c; TL0=0xb0; count++; if(count==10) { count=0; P1=code1[i]; if(++i>3)i=0; }}

charcount=0,i=0;unsignedcharcode1[4]={0x01,0x02,0x04,0x08};unsignedcharcode2[4]={0x03,0x06,0x0c,0x09};unsignedcharcode3[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};P1.0a+P1.1b+P1.2a-P1.3b-控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動方式voidmain(){ TMOD=0x01; TH0=0x3c; TL0=0xb0;//定時0.05s EA=1; ET0=1; EX0=1;TR0=1; while(1);}voidtimer0()interrupt1using1{ TH0=0x3c; TL0=0xb0; count++; if(count==10) { count=0; P1=code1[i]; if(--i<0)i=3; }}

charcount=0,i=3;unsignedcharcode1[4]={0x01,0x02,0x04,0x08};unsignedcharcode2[4]={0x03,0x06,0x0c,0x09};unsignedcharcode3[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};P1.0a+P1.1b+P1.2a-P1.3b-控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)控制實(shí)例設(shè)計一步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，采用二相四線步進(jìn)電機(jī)，單-雙拍控制方式，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速、正反轉(zhuǎn)和手動單步運(yùn)行控制?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)控制L297+L298控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)變速控制步進(jìn)電機(jī)在啟動和停止時的速度應(yīng)該比正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的速度低，特別是剛啟動和最后停下來時，速度應(yīng)該更低，否則由于慣性步進(jìn)電機(jī)會出現(xiàn)“失步”（多走了步或少走了步），失去其精確性。為確保步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的精確性和快速性，必須變速運(yùn)行變速原理：

在啟動過程的脈沖周期由長（頻率低）變短，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速緩慢上升到正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的速度；在停止過的程脈沖周期由短變長，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速從正常轉(zhuǎn)速緩慢下降至0

。變化時間約0.1---1s。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時脈沖周期要短（頻率高），速度要高。右圖為變速運(yùn)行控制脈沖頻率變化曲線。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)變速控制

1、變速方法之一----改變控制方式

如在三相步進(jìn)電機(jī)中，啟動或停止時，用三相六拍控制，大約經(jīng)過0.1s后改為三相三拍控制。3、變速方法之二----改變脈沖時間間隔控制voidtimer0()interrupt1using1{ TH0=0x3c; TL0=0xb0; count++; if(count==X) { count=0; P1=code1[i];if(X>min)X--; if(++i>3)i=0; }}控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2003年任務(wù)

設(shè)計并制作一個液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測與控制裝置。1、滴速可控2、儲液瓶液面超低報警控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2003年傳感器選擇：紅外對管控制策略：儲液瓶高度、滴速夾松緊度控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2007年通過小車的移動使蹺蹺板水平控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2007年傳感器選擇：傾角傳感器輸出：0.5V~4.5V對應(yīng)：-90度~+90度Vout輸出至AD，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后決定小車的運(yùn)動方向。控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2005年控制方塊到達(dá)指定坐標(biāo)點(diǎn)控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2005年傳感器選擇：光電傳感器（1）方塊沿Y軸方向移動，當(dāng)3、4檢測到黑線，縱軸坐標(biāo)+/-1（2）方塊沿X軸方向移動，當(dāng)1、2檢測到黑線，橫軸坐標(biāo)+/-1（3）方塊處于某坐標(biāo)點(diǎn)控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制一支筆在白紙上寫字?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制策略筆移動到b點(diǎn)，筆下落；從b移動到c；筆抬起，移動到a；筆下落，移動到g；移動到e；筆抬起，移動到g；筆下落，移動到f；控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制算法——插補(bǔ)法給定曲線基點(diǎn)坐標(biāo)，求得曲線中點(diǎn)坐標(biāo)的計算方法。插補(bǔ)形式：

直線插補(bǔ)；二次曲線插補(bǔ)（圓弧、拋物線、雙曲線）折線逼近（逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)）：

根據(jù)插補(bǔ)計算出的中間點(diǎn)、產(chǎn)生脈沖信號驅(qū)動x、y方向上的步進(jìn)電機(jī)，帶動繪圖筆繪出圖形?？刂茖ｎ}（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制算法——插補(bǔ)法x方向步數(shù)：Nx＝(xe-x0)/△xy方向步數(shù)：Ny＝(ye-y0)/△y△x和△y是x和y軸步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個步距角所產(chǎn)生的在x軸或y軸上的水平位移，稱為步長。

控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制算法——插補(bǔ)法逐點(diǎn)比較插補(bǔ)：－刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標(biāo)值進(jìn)行比較一次，決定下一步的進(jìn)給方向。

其思想就是用階梯折線逼近曲線。

走一步->比較一次->決定下一步的走向 －逐點(diǎn)比較法的最大誤差：一個脈沖當(dāng)量（步長）

控制專題（二）：步進(jìn)電機(jī)控制賽題分析：2008年安徽省控制算法——插補(bǔ)法第一象限內(nèi)的直線插補(bǔ)

－偏差計算式：若點(diǎn)m在OA直線段上，則有xm/ym=xe/ye

即ymxe-xmye＝0