基于单片机的新型步进电机运动控制器

ByGrith4

- H# @, D3 W/ }* S: P  \4 ^摘要:运动控制器在开放式数控系统中占有很重要的地位。开发了一款基于单片机的新型步进电机运动控制器。硬件部分
* @1 N$ \* I2 f1 O. [- M重点对运动控制器的脉冲分频电路、RS- -232通信接口电路、D/A转换电路、V/I转换电路、开关信号输入电路、系统抗干扰
电路等进行了设计和分析;软件方面提出了系统的总体架构。
# ~$ n$ C  {4 t9 [: `  L关键字:运动控制;步进电机;单片机;电路设计
" L  @0 _6 @7 u2 w& _1引言
* P7 h7 Q  F$ g0 S& @9 d& T数控技术是一种采用计算机对机械加工过程中各种控制
2 O4 L/ U6 R* `* B信息进行数字化运算处理,并通过高性能的驱动单元对机械执
行构件进行自动化控制的高新技术。现代机械加工业逐步向柔
' Y; Y' b/ V! r- Z3 ^3 t# n$ |性化、集成化智能化方向发展，因此新-代数控技术就必需强
. ?# d5 n8 x& C* c6 H9 K调具有开放式、智能化、网络化的特征。本文采用新型微处理
器高性能集成电路,研究开发智能步进电机控制卡。
. s! B% M9 z0 H2 W2系统总体结构设计
& D3 x+ [$ L1 J1 Y通过对步进电机控制器关键技术进行分析、研究和比较,
并综合国内外运动控制器产品智能化、集成化、开放化的发展
趋势,我们提出的步进电机运动控制器总体结构如图1所示。
7 _( ^/ O, A( U8 k图1系统总体结构
3系统硬件电路设计
# v. ]9 x" N+ s3 }3.1脉冲分频电路设计
本系统的主要控制对象为步进电机。步进电机是- -种将电

脉冲转化为角位移的执行机构,因此产生符合系统要求的步进
电机驱动脉冲为整个系统设计中的关键。本系统的脉冲分频电
" \' R+ A% e8 [0 _" X8 D路由图2所示。整个电路采用3片8254来产生X, Y,Z三个轴
2 G; f, x. F6 K7 s的驱动脉冲信号,鉴于Y,Z轴的电路与X轴相同，因此图中只
; s0 O! F* [* k8 F表示了X轴脉冲数输出的电路原理。
6 O* r4 u* l8 F6 R( I3 V) W# \Inte18254是可编程定时/计数器，片内包含3个独立通道，
每个通道均为功能相同的16 位计数器，每个计数器的工作方
& H: E! ^' A- Y/ n8 u式和计数长度分别由软件编程选择。8254是8253的改进型,操
. a! z) o& o  y0 n7 c作方式及引脚与8253完全相同。8253 计数频率为2.6MHz,
8254的计数频率则更高,可达到6MHz。本系统选择8254作为
1 G. l5 e, J& D( E( A: O; Z脉冲分频电路的主控芯片。
图2脉冲分频电路图
3.2 RS- -232通信接口电路设计
# y: y) Z% V. M0 j) t/ g9 \7 }在单片机系统的通信中，RS- -232和RS- 485标准总线应用
. ^4 K3 B: L5 L" [最为成熟。为了使运动控制器的适用范围更加广泛,配合PC的
现有接口,我们选用RS- -232标准总线来实现控制器和PC的通
" d  D! \) u1 z( r( o信,其接口电路如图3所示。在图3中,选用MAX232作为系统
的通信接口芯片。MAX232是MAXIM公司生产的低功耗、单电
源双RS- -232发送/接收发器,适用于各种EIA-232E和V.28/V.
. ~( N# X$ n4 j- H* J; |6 R24的通信接口。MAX232芯片可以把输入的+5V电源变换成
7 C) u- o- Q4 S- S3 ], d5 h+ g  {


附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

! ~2 n9 T9 D; b- \* f, n' h) x1 t( p

wohenk

Inte18254是可编程定时/计数器，片内包含3个独立通道，每个通道均为功能相同的16 位计数器