Blok diagram in princip oblikovanja krmilnega sistema koračnega motorja
1 načelo zasnove sistema
Sistem krmiljenja koračnega motorja je v glavnem sestavljen iz štirih modulov, kot so mikroračunalnik z enim čipom, LED tipkovnica, pogon / ojačitev in zgornji računalnik PC. Modul PC je del programske opreme za upravljanje. Da bi zaščitili vezje strojne enote z enim čipom, je med enokopnim mikrokompjuterjem in koračnim motorjem dodan zaščitni tokokrog prekoračitve toka. Slika 1 je blok shema krmilnega sistema koračnega motorja.
2 načrtovanje sistema strojne opreme
2.1 modul z enim čipom
MCU modul je v glavnem sestavljen iz MSP430FG4618 MCU in perifernega filtriranja, upravljanja energije in kristalnega oscilatorja.
8KBRAM in 116KBFlash znotraj enote MSP430FG4618 izpolnjujejo zahteve za shranjevanje krmilnega sistema. Vrata P1 in P2 spremenita delovno stanje koračnega motorja glede na stanje gumba med delovnim procesom koračnega motorja. Modul USART implementira MCU in PC. Komunikacija med zgornjim računalnikom omogoča PC krmiljenje koračnega motorja.
2.2 tipkovnica / LED modul
Za uresničitev dialoga med človekom in strojem načrtovanje sistema širi matrično tipkovnico s tipkami 3x4 in štiri 8-segmentne digitalne digitalne cevi, ki jih lahko neposredno upravlja neposredno nadzorni sistem.
Po vklopu sistema se preko tipkovnice vnese zagon in ustavitev koračnega motorja, število korakov in krmiljenje, hitrost in krmiljenje koračnega motorja pa se dinamično prikaže LED cev. Vhod tipkovnice in izhod LED cevi je pod nadzorom 8279, kar zmanjšuje obremenitev mikrokrmilnika.
Programiranje 8279 deluje v načinu za vnos skeniranja tipkovnice in ima funkcijo debounce pri branju tipkovnice, da se prepreči lažno sproženje. Slika 3 je blokovna shema konstrukcijske zasnove LED modula tipkovnice.
2.3 modul pogon / ojačitev
Krmilni sistem uporablja pulzni razdelilnik (znan tudi kot logični pretvornik) PMM8713 za krmiljenje koračnega motorja. Naprava je integrirano vezje CMOS z zmožnostjo faznega izhodnega pogona (izvor toka ali moči odvoda) 20mA. Primeren je za krmiljenje trifaznega ali štirifaznega. Stepper motor, lahko izberete naslednje 6 vrst vzbujevalnih načinov: trifazni koračni električni predujem: 1 faza, 2 faza, 1-2 faza; štirifazni koračni električni pomik: 1 faza, 2 faza, 1-2 faza. Način vnosa lahko izberete med eno uro (plus smerni signal) in dvojno uro (naprej ali nazaj), s funkcijami, kot so krmiljenje naprej in nazaj, začetna ponastavitev, nadzor izvora, spremljanje načina vzbujanja in nadzor vhodnega impulza.
3 načrtovanje programske opreme sistema
3.1 program mikrokontrolerja
Časovnik se generira s časovnikom TIMER_A (TA), ki se prekine z enojnim mikroračunalnikom, v programu prekinitve odziva pa se izvede natančno štetje števila korakov in število obratov koračnega motorja, nadzor hitrosti pa je realizirana s PWM; prekinitev vhoda P1.0 se uporablja za izklop prekinitve TA. Program se potisne na sklad za zaustavitev motorja; P1.1 prekinitev vklopi prekinitev TA, sklad potisne v programski števec (PC), vklopi motor; Vrata P3.1 oddajajo visoko raven, ki jo krmili PMM8713 U / D vrata. ; P3.0 ~ P3.7 priključek, priključen na 8279 8 podatkovni vmesnik, ko MCU skenira na matrično tipkovnico s pritiskom na tipko, uporabi prekinitev P2 vhoda za nastavitev TA, krmilnega začetka in konca, hitrosti in krmiljenja, itd. povratne informacije Daj 8279 nadzor LED prikazovalnik cevi hitrost in krmiljenje. Tok programa je prikazan na sliki 5.
3.2PC gostiteljski računalniški modul
Modul računalnika gostiteljskega računalnika zazna krmiljenje koračnega motorja s strani računalnika. Modul USART mikroprocesorja MSP430 z enim čipom se uporablja za komunikacijo z gostiteljskim računalnikom in PC pošlje krmilni ukaz mikroprocesorju z enim čipom preko serijskega vmesnika za izvedbo krmiljenja motorja.
Krmilni ukaz, ki ga prejme MCU, se začasno shrani v RXBUFFER, nato pa se primerja z vhodnim naslovom prekinitvenega programa, shranjenega v bliskovnem čipu, in vnese enako prekinitev, da se izvede krmiljenje koračnega motorja. Ko upravljate ta modul, morate vklopiti 8MHz kristal, da nastavite hitrost prenosa za modul USART (nastavite hitrost prenosa na 9600).
Programska oprema za krmiljenje je napisana z VB6.0 in za nadzor serijskih komunikacijskih funkcij uporablja nadzor MSComm. Njegov vmesnik programske opreme za nadzor je prikazan na sliki 6.
4 testiranje sistema
Da bi preverili dejansko delovno stanje krmilnega sistema, se največji statični navor, ki ga proizvaja koračni motor, meri z metodo pretvorbe energije glede na izhodni tok PMM2101. Statična karakteristična krivulja razmerja med največjim statičnim momentom in tokom koračnega motorja se meri z izbiro intervala izhodnega toka 0,2A. Kot je prikazano na sliki 7, je zasnova krmilnega sistema razumna.
