Blok dijagram i princip dizajna upravljačkog sistema koračnog motora
1 princip dizajna sistema
Upravljački sistem koračnog motora se uglavnom sastoji od četiri modula, kao što su mikro čip s jednim čipom, LED tipkovnica, pogon / pojačanje i gornji PC računalo. PC modul je deo za kontrolu softvera. Da bi se zaštitio hardverski krug sistema za upravljanje jednim čipom, dodaje se prekostrujni zaštitni krug između jednočipnog mikroračunala i koračnog motora. Slika 1 je blok dijagram sistema upravljanja koračnim motorom.
2 sistem sklopovskog dizajna
2.1 modul sa jednim čipom
MCU modul se uglavnom sastoji od MSP430FG4618 MCU i perifernog filtriranja, upravljanja napajanjem i kristalnog oscilatora.
8KBRAM i 116KBFlash unutar MSP430FG4618 MCU-a zadovoljavaju zahtjeve za pohranjivanje kontrolnog sustava. Priključci P1 i P2 mijenjaju radno stanje koračnog motora u skladu sa stanjem tipke tijekom procesa rada koračnog motora. USART modul implementira MCU i PC. Komunikacija između gornjeg računara ostvaruje kontrolu koračnog motora od strane PC-a.
2.2 Tipkovnica / LED modul
Da bi se ostvario dijalog čovek-mašina, dizajn sistema proširuje tastaturu sa 3x4 tasterima i četiri 8-segmentne LED digitalne cevi, koje direktno upravlja direktno upravljački sistem.
Nakon što se sistem uključi, pokretanje i zaustavljanje koračnog motora, broj koraka i upravljanje se unose preko tastature, a brzina i upravljanje koračnim motorom dinamički se prikazuju pomoću LED cevi. Ulaz tastature i izlaz LED cevi se kontrolišu 8279, što smanjuje opterećenje mikrokontrolera.
Programiranje 8279 radi u režimu unosa za skeniranje na tastaturi i ima funkciju debounce kada čita tastaturu kako bi se izbjeglo lažno okidanje. Slika 3 je blok dijagram konstrukcije LED modula tipkovnice.
2.3 modul za pogon / pojačanje
Upravljački sistem koristi pulsni razdjelnik (poznat i kao logički konverter) PMM8713 za upravljanje koračnim motorom. Uređaj je CMOS integrisano kolo sa mogućnošću faznog izlaza (trenutna ili izvorna snaga) od 20mA. Pogodan je za upravljanje trofaznom ili četvofaznom fazom. Stepper motor, može odabrati sljedećih 6 vrsta načina uzbude: trofazni koračni električni napredak: 1 faza, 2 faze, 1-2 faze; četiri faze koračni električni napredak: 1 faza, 2 faze, 1-2 faze. Režim unosa se može izabrati iz jednog sata (plus signal za pravac kretanja) i dvostrukog sata (naprijed ili unazad), sa funkcijama kao što su prednja i obrnuta kontrola, početno resetiranje, praćenje podrijetla, praćenje načina uzbude i nadzor ulaznog impulsa.
3 dizajn softverskog sistema
3.1 program mikrokontrolera
Tajmer je generisan timer TIMER_A (TA) prekidom jednočipnog mikroračunala, a tačan brojanje koraka i broj okretaja koračnog motora ostvaren je u programu prekida odgovora, a kontrola brzine je realizovana od strane PWM; Prekid P1.0 porta se koristi za isključivanje TA prekida. Program se gura na stog da se zaustavi motor; Prekid P1.1 uključuje TA prekid, stog gura u programski brojač (PC), uključuje motor; P3.1 port izlazi na visokom nivou koji kontrolira PMM8713 U / D port. ; P3.0 ~ P3.7 priključak spojen na 8279 8 podatkovni interfejs, kada MCU skenira na matričnu tipkovnicu pritiskom na tipku, koristi prekid P2 porta za postavljanje TA, upravljanje i zaustavljanje kontrole, brzinu i upravljanje, itd., Dok MCU povratne informacije Dati 8279 kontrolu LED prikaz cijevi brzinu i upravljanje. Tok programa je prikazan na slici 5.
3.2PC modul glavnog računala
Modul PC host računara ostvaruje kontrolu koračnog motora od strane PC-a. USART modul jednočipnog mikroračunala MSP430 koristi se za ostvarivanje komunikacije s PC računalom, a PC šalje kontrolnu naredbu mikroprocesoru s jednim čipom preko serijskog porta kako bi ostvario kontrolu motora.
Kontrolna naredba koju prima MCU privremeno se pohranjuje u RXBUFFER, a zatim uspoređuje s adresom ulaza programa prekinutog pohranjenog u flash čipu, a isti prekid se unosi kako bi se ostvarila kontrola koračnog motora. Kada koristite ovaj modul, morate uključiti kristal 8MHz da biste podesili brzinu prijenosa za USART modul (postavite brzinu prijenosa na 9600).
Softver za kontrolu je napisao VB6.0 i koristi MSComm kontrolu za implementaciju funkcija serijske komunikacije. Njegov interfejs kontrolnog softvera je prikazan na slici 6.
4 testiranje sistema
Za provjeru stvarnog radnog stanja upravljačkog sustava, maksimalni statički izlazni moment koračnog motora mjeri se metodom pretvorbe energije s obzirom na izlaznu struju PMM2101. Krivulja statičke karakteristike odnosa između maksimalnog statičkog momenta i struje koračnog motora mjeri se odabirom intervala izlazne struje od 0,2A. Kao što je prikazano na slici 7, dizajn upravljačkog sistema je razuman.
