应用AT89C52的步进电动机多轴运动控制

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摘要:随着微型计算机和微电子技术的发展,利用单片机组成控制系统成为主流,步进电动机因其独特的性能而获得广
泛的应用。研究利用AT89C52单片机在不加定位卡等外在条件下同时控制多个步进电动机,研究结果已应用于生产实
3 w2 T& j2 K! Y: f0 _践,效果良好。
* G$ b$ Z+ y$ `4 N( M* F关键词:单片机;多轴运动;步进电动机
0引言
1 ~1 |  A$ h8 ^+ T+ E. X/ T1 L步进电动机的最大特点是:可直接接受数字控制
信号(电脉冲信号),并转化成与之相对应的角位移或
  D5 G9 }8 Z' @1 ~  z0 A直线位移,因而本身就是-一个完成数字/模拟转换的
执行元件。与其他控制方式相比,价格低控制易,因
4 U) z# w; f7 A0 ~9 Y# K/ c, A/ Z0 k此,步进电动机广泛应用于数控机床、机器人遥控和
( V+ @+ a. S4 }5 ~% t( j航天等领域,特别是微型计算机和微电子技术的发
7 C5 ]7 y! c, [1 X. T' n$ A展,使步进电动机获得了更为广泛的应用。
1电控 系统的结构
+ y' a, M; U' G- H; J步进电动机的电控系统主要由单片机最小系统
以及外部接口扩展等电路组成。
+ Z5 M0 {$ }  {  W4 T/ V) w/ Q* ^5 |单片机最小系统是整个系统的核心部分,完成对
$ |8 g( Y) k- b9 a8 R. g整个系统元器件的控制或响应,并进行逻辑运算和数
$ D" R! Q6 g, W. C据处理。它由单片机AT89C52、看门狗MAX813L、晶
振并行扩展接口8155、锁存器74LS373、静态存储器
SRAM62256以及相关的滤波电容及上拉电阻等
组成。
; @. h1 _4 Z& S1.1 单片机最小系统的组成
单片机最小系统的组成如图1所示。
/ O5 n( ?. T! h, C' z9 H
1)微控制器选用ATMEL公司的AT89C52,内含
8k的存储器EEPROM，省去外接只读存储器ROM。
2)I/0扩展:由于P0、P2口作为数据、地址总线
用,P3口作为第二功能使用,V0口只有P1口,显然
/ n  Z" i9 s  v7 q. Q# K* Z, \% L不够,故选用8155接口进行扩展。
3)复位电路:看门狗选用MAX813L。当系统正常
运行时,设置可掉电保护的观测单元，在定时喂狗的
0 s9 j- v% S/ q中断服务程序中使该观测单元保持正常值。而在主
程序中,将该单元清零。因观测单元掉电可保护，则
* {" n+ r0 E7 b4 z+ X! A9 W  y开机时,通过检测该单元是否为正常值即可判断是否
看门狗复位。
4)数据存储电路:选用SRAM62256或者非易失
( F& l/ u7 Q( O- k性存储器NVRAM-HK1235-7(与62256完全兼容)。
1.2 接口电路的组成
5 `$ W0 ?- m3 g接口电路的组成如图2所示。
0 L9 P% Z& P2 Z, \' m0 B- [1) EN,、EN2、EN3为步进电动机的使能口，
PULSE;、PULSE,、PULSE,为AT89C52发出的频率信
8 F! I6 m" n. c2 m7 F/ I号,用于控制三个步进电动机。
2)如果电动机需要正反转,可以在PA0、PA1、PA2
9 b8 R) X# k, N: ]: l' m加上方向信号,如果需要不同的处理信号,利用以上
办法同样可以得到。
4 _& x% r" \+ ^7 W8 C
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微控制器选用ATMEL公司的AT89C52