Stepper motor System Block Diagramm und Design-Prinzip
1 System-Design-Prinzip
Die Motorsteuerung Schrittmotor besteht hauptsächlich aus vier Modulen, wie single-Chip Mikrocomputer, Tastatur LED, Antrieb/Verstärkung und oberen Computer PC. Das PC-Modul ist die Software-Steuerung-Teil. Zum Schutz die Hardware-Schaltung der Single-Chip-Steuerung ist ein Überstrom-Schutzschaltung zwischen der Single Chip Microcomputer und der Schrittmotor hinzugefügt. Abbildung 1 ist ein Blockdiagramm der Stepper motor Steuerung.
2 System-Hardware-Schaltungsdesign
2.1 single-Chip-Modul
Die MCU-Modul besteht hauptsächlich aus MSP430FG4618 MCU und peripheren filtern, Energieverwaltung und Kristall-Oszillator.
Die 8KBRAM und 116KBFlash innerhalb der MSP430FG4618 MCU erfüllen die Speicheranforderungen des Kontrollsystems. Die P1 und P2 Ports ändern den Arbeitszustand des Schrittmotors nach dem Stand der Taste während des Arbeitsprozesses des Schrittmotors. Das USART-Modul implementiert die MCU und PC. Die Kommunikation zwischen dem oberen Computer erkennt die Steuerung des Schrittmotors vom PC.
2.2 Tastatur / LED Modul
Um Mensch-Maschine-Dialog zu realisieren, erweitert das Systemdesign der Matrix Tastatur 3 x 4 Tasten und vier 8-Segment LED digital-Röhren, die direkt von der Steuerung direkt betrieben werden können.
Nachdem das System, Start und Stopp des Schrittmotors eingeschaltet ist, die Anzahl der Schritte und die Steuerung über die Tastatur eingegeben werden, und die Geschwindigkeit und Lenkung des Schrittmotors werden dynamisch angezeigt, indem die LED-Röhre. Die Eingabe von der Tastatur und die Ausgabe der LED Röhre werden durch 8279, wodurch die Arbeitsbelastung des Mikrocontrollers gesteuert.
Die 8279 Programmierung arbeitet in den Tastatur-Scan-Eingabemodus und verfügt über eine Entprellung Funktion beim Lesen der Tastatur um Fehlauslösung zu vermeiden. Abbildung 3 ist ein Blockdiagramm des Design-Struktur des Tastatur-LED-Moduls.
2.3 Antrieb / Verstärkung-Modul
Die Steuerung nutzt einen Puls-Splitter (auch bekannt als ein Logik-Konverter) PMM8713 für die Motorsteuerung Schrittmotor. Das Gerät ist ein CMOS-IC mit Phase Ausgabe Laufwerk Fähigkeit (aktuelle Quelle oder Senke macht) 20mA. Es ist geeignet zur Steuerung von Drehstrom- oder vier-Phasen. Schrittmotor, können die folgenden 6 Arten von Erregung Modi wählen: Drehstrom-stepping elektrische voraus: 1 Phase, 2 Phase, 1-2-Phasen; phase vier stepping elektrische voraus: 1 Phase, 2 Phase, 1-2-Phase. Der Eingabemodus ist aus einzelnen Uhr (plus Richtungssignal) wählbar und Dual clock (vorwärts oder rückwärts Uhr), mit Funktionen wie vor- und rückwärts, erste zurücksetzen, Herkunft Überwachung, Erregung Modus Überwachung und input Puls überwachen.
3 System-Software-design
3.1 Mikrocontroller Programm
Der Timer entsteht durch den Timer-TIMER_A(TA)-Interrupt von der Single Chip Microcomputer und das genaue zählen die Anzahl der Schritte und die Anzahl der Umdrehungen des Schrittmotors erfolgt in der Response-Interrupt-Programms und die Drehzahlregelung erfolgt durch PWM; die Unterbrechung des P1.0 Hafens wird verwendet, um den TA-Interrupt deaktivieren. Das Programm wird auf dem Stapel abgelegt, um den Motor zu stoppen; P1.1 Interrupt schaltet den TA-Interrupt, der Stapel schiebt in Program Counter (PC), schaltet der Motor; P3.1 Port Ausgänge das hohe Niveau von PMM8713 U/D-Port kontrolliert. ; P3.0 ~ P3.7 Anschluss mit 8279 8 Datenschnittstelle, wenn die MCU auf die Matrix-Tastatur mit Tastendruck, Nutzung der P2 Port Interrupt einstellen TA, Kontrolle-scans starten und stoppen, Geschwindigkeit und Lenkung, etc. verbunden, während MCU-Feedback geben 8279-Kontrolle LED Röhre Geschwindigkeit und Lenkung. Der Programmablauf ist in Abbildung 5 dargestellt.
3.2PC host Computer Modul
Der PC-Host-Computer-Modul erkennt die Steuerung des Schrittmotors vom PC. Das USART-Modul des MSP430 Einchip-Mikrocomputer dient zur Kommunikation mit dem PC-Host-Computer zu erkennen, und der PC sendet einen Steuerbefehl an der Einchip-Mikrocomputer über die serielle Schnittstelle, Motorsteuerung zu realisieren.
Der Steuerbefehl erhielt von der MCU ist in RXBUFFER zwischengespeichert und dann im Vergleich mit der Einsprungadresse des Interrupt-Programms in den Blitz auf dem Chip gespeichert und der gleiche Interrupt wird eingegeben, um die Steuerung des Schrittmotors zu realisieren. Wenn dieses Modul in Betrieb, müssen Sie zum Einschalten des 8 MHz Kristalls die Baud-Rate für das USART-Modul (Set die Baudrate 9600) festgelegt.
Die Steuerungs-Software ist von VB6.0 geschrieben und nutzt das MSComm-Steuerelement serielle Kommunikationsfunktionen zu implementieren. Seine Bedienoberfläche der Software ist in Abbildung 6 dargestellt.
4 Systemtests
Um den tatsächlichen Zustand des Kontrollsystems zu überprüfen, wird der maximale statische Drehmoment durch die Schrittmotor durch die Energie-Konvertierungsmethode angesichts den Ausgangsstrom der PMM2101 gemessen. Die statische Kennlinie des Verhältnisses zwischen der maximalen statischen Drehmoment und der Strom des Schrittmotors wird durch die Auswahl der aktuellen Ausgabeintervall von 0,2a gemessen. Wie in Abb. 7 dargestellt, ist das Design des Kontrollsystems angemessen.
