Schema a blocchi del sistema di controllo del motore passo-passo e principio di progettazione
1 principio di progettazione del sistema
Il sistema di controllo del motore passo-passo è composto principalmente da quattro moduli, come microcomputer a chip singolo, LED tastiera, unità / amplificazione e computer con PC superiore. Il modulo PC è la parte di controllo del software. Per proteggere il circuito hardware del sistema di controllo a chip singolo, viene aggiunto un circuito di protezione da sovracorrente tra il microcomputer a chip singolo e il motore passo-passo. La Figura 1 è uno schema a blocchi del sistema di controllo del motore passo-passo.
2 design del circuito hardware di sistema
2.1 modulo a chip singolo
Il modulo MCU è composto principalmente da MCU MSP430FG4618 e filtro periferico, gestione dell'alimentazione e oscillatore a cristallo.
8KBRAM e 116KBFlash all'interno della MCU MSP430FG4618 soddisfano i requisiti di archiviazione del sistema di controllo. Le porte P1 e P2 cambiano lo stato di funzionamento del motore passo-passo in base allo stato del pulsante durante il processo di lavoro del motore passo-passo. Il modulo USART implementa MCU e PC. La comunicazione tra il computer superiore realizza il controllo del motore passo-passo da parte del PC.
2.2 tastiera / modulo LED
Al fine di realizzare il dialogo uomo-macchina, il progetto del sistema espande la tastiera a matrice di pulsanti 3x4 e quattro tubi digitali a LED a 8 segmenti, che possono essere direttamente gestiti direttamente dal sistema di controllo.
Dopo l'accensione del sistema, l'avvio e l'arresto del motore passo-passo, il numero di passi e lo sterzo vengono immessi tramite la tastiera e la velocità e la direzione del motore passo-passo vengono visualizzate dinamicamente dal tubo LED. L'input della tastiera e l'uscita del tubo LED sono controllati da 8279, il che riduce il carico di lavoro del microcontrollore.
La programmazione 8279 funziona nella modalità di input della tastiera e ha una funzione di rimbalzo quando si legge la tastiera per evitare falsi trigger. La Figura 3 è uno schema a blocchi della struttura del design del modulo LED della tastiera.
2.3 unità / modulo di amplificazione
Il sistema di controllo utilizza un divisore di impulsi (noto anche come convertitore logico) PMM8713 per il controllo del motore passo-passo. Il dispositivo è un circuito integrato CMOS con capacità di uscita di fase (corrente di fonte o potenza del dissipatore) di 20 mA. È adatto per il controllo trifase o quattro fasi. Motore passo-passo, può scegliere i seguenti 6 tipi di modalità di eccitazione: anticipo elettrico passo-passo trifase: 1 fase, 2 fasi, 1-2 fasi; anticipo elettrico a quattro fasi: 1 fase, 2 fasi, 1-2 fasi. La modalità di ingresso può essere selezionata da orologio singolo (più segnale di direzione) e doppio orologio (avanti o indietro), con funzioni come controllo avanti e indietro, ripristino iniziale, monitoraggio dell'origine, monitoraggio della modalità di eccitazione e monitoraggio dell'impulso di ingresso.
3 progettazione del software di sistema
3.1 programma microcontrollore
Il timer viene generato dall'interruzione del timer TIMER_A (TA) del microcomputer a chip singolo e il conteggio accurato del numero di passi e del numero di giri del motore passo-passo viene realizzato nel programma di interruzione della risposta e il controllo della velocità è realizzato da PWM; l'interruzione della porta P1.0 viene utilizzata per disattivare l'interrupt TA. Il programma viene spinto in pila per fermare il motore; L'interrupt P1.1 attiva l'interrupt TA, lo stack si spinge nel contatore del programma (PC), accende il motore; La porta P3.1 emette il livello alto controllato dalla porta U / D PMM8713. ; Porta P3.0 ~ P3.7 collegata all'interfaccia dati 8279 8, quando l'MCU esegue la scansione sulla tastiera a matrice con la pressione dei tasti, utilizzare l'interruzione della porta P2 per impostare TA, l'avvio e l'arresto del controllo, la velocità e lo sterzo, ecc., Mentre MCU feedback Dare 8279 velocità di visualizzazione e sterzo del tubo LED di controllo. Il flusso del programma è mostrato in Figura 5.
Modulo computer host 3.2PC
Il modulo PC host computer realizza il controllo del motore passo-passo da parte del PC. Il modulo USART del microcomputer single-chip MSP430 viene utilizzato per realizzare la comunicazione con il PC host del PC e il PC invia un comando di controllo al microcomputer a chip singolo attraverso la porta seriale per realizzare il controllo del motore.
Il comando di controllo ricevuto dall'MCU viene temporaneamente memorizzato in RXBUFFER e quindi confrontato con l'indirizzo di ingresso del programma di interrupt memorizzato nel flash on-chip e lo stesso interrupt viene immesso per realizzare il controllo del motore passo-passo. Quando si utilizza questo modulo, è necessario attivare il cristallo 8 MHz per impostare la velocità di trasmissione per il modulo USART (impostare la velocità di trasmissione su 9600).
Il software di controllo è scritto da VB6.0 e utilizza il controllo MSComm per implementare le funzioni di comunicazione seriale. La sua interfaccia software di controllo è mostrata nella Figura 6.
4 test di sistema
Al fine di verificare le reali condizioni di funzionamento del sistema di controllo, la coppia statica massima erogata dal motore passo-passo viene misurata mediante il metodo di conversione dell'energia data la corrente di uscita del PMM2101. La curva caratteristica statica del rapporto tra la coppia statica massima e la corrente del motore passo-passo viene misurata selezionando l'intervallo di corrente di uscita di 0,2A. Come mostrato in Fig. 7, il design del sistema di controllo è ragionevole.
