数控步进电机驱动系统的总体设计

2015-10-07 09:08:00 hmqgj0 44

 

 

                                        数控步进电机驱动系统的总体设计

 

 

1-1恒坤步进电动机及驱动系统概述

 

步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的

机电执行元件,每当输入一个电脉冲时,它便会转过一个固定的角度,

这个角度称为步距角

,

简称为步距。

(本数控步进电动机步距角为15度)

脉冲一个一个地输入,电动机便一步一步地转动,步进电机便因之而命

名。

 

    

步进电动机和一般旋转电动机动一样,分为定子和转子两大部分。

定子由硅钢片叠成,装上一定相数的控制绕组,由环行分配器送来的电

脉冲对多相定子绕组轮流进行励磁;转子本身没有励磁绕组的叫做

应式步进电机

,用永久磁铁做转子的叫做永磁式步进电动机。步时电动机的结构形式虽然繁多,但工作原理都相同。

 

 

1-2 

恒坤步进电机驱动系统的总体设计

 

   

单片机虽然是一个五脏俱全的计算机,但由于本身无开发能力,必须借

肋开发工具来开发应用软件以及对硬件系统进行诊断。因此,用户要研制

一个较完整的单片机产品时,必须完成以下几步工作:

 

1)硬件电路设计、组装、调试;

 

2)应用软件的编制、调试;

 3)应用软件的链接调试、固化、脱机运行(即脱离开发装置)。单片机应用系统的开发过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几

个阶段,但各阶段不是绝对分开的,有时是交叉进行的。

 

 

1-2-1

恒坤步进电机硬件设计的特点:

 

1

 

硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。

硬件结构与软件方案会产

生相互影响,考虑的原则是:软件能实现的功能尽可能由软件来实现,以

 

 

简化硬件结构。但必须注意如用软件来实现的硬件功能,其响应时间要比

直接用硬件来实现花的时间长,而且占用

CPU

时间。因此,选择软件方案

时,要考虑到这此因素。

 2)整个系统中相关的器件要尽可能做到性能匹配。

 

3)可靠性及抗干扰设计是硬件系统设计不可缺少的一部分,它包括芯

片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。

 4)单片机外接电路较多时,必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时,

系统工作不可靠,解决的办法是增加驱动能力,增设线驱动器或者减少芯

片功耗,降低总线负载。

 

本系统的硬件设计包括:键盘输入电路设计、振荡电路、中断电路、

复位电路、键盘输入电路、数字显示与驱动电路、步进电机及其驱动电路

等。

 

在完成各个单元电路的设计与调试后,我们与软件系统进行了联调,

且达到了一个较为理想的结果。

 

 

1-2-2

恒坤数控步进电动机驱动系统软件设计的特点:

 

应用系统中的应用软件是根据系统功能要求设计的,应可靠地实现系

统的各种功能。应用系统种类每秒多,应用软件各不相同,但是一个优秀

的应用系统的软件应具有下列特点:

 

1)软件结构清晰、简捷、流程合理。

 2)各功能程序实现模块化、子程序化。这样,既便于调试、链接,又

便于移植、修改。

 3)程序存储区、数据存储区规划合理,既能节约内存容量,又使操作

方便。

 4)实现全面软件抗干扰设计。软件抗干扰是计算机应用系统提高可靠

性的有力措施。

 

本系统软件设计采用汇编语言编程,程序编译通过后,我们进行了固化,

并与系统的硬件进行了联调,达到了一个较令人满意的效果。

 

 

本数控步进电机驱动系统机总体开发与设计的流程图如图1所示

 1数控异形海绵切割机

 

单片机总体开发与设计的流程图

 

1-3

数控步进电动机驱动系统总体功能介绍

 

本数控步进电动机驱动系统主要完成以下功能

(1)

步进电机按键盘输入电路设定的圈数,按

A

键旋转相应的圈数

 

同时显示电路倒计时显示已转的圈数;

 

(2)

点动正反转运行