基于单片机步进电机调速控制系统设计论文003 - 图文

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表3.1 L297的引脚功能说明

符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 名称 SYNC GND HOME A INH1 B C INH2 D ENABLE CONTROL VCC SENS 2 SENS 1 VREF OSC CW/CCW CLOCK HALF/FULL RESET 引脚描述 斩波器输山端 接地端 集电极 路输出端 A相驱动信号 控制A相和B相的驱动级 B相驱动信号 C相驱动信号 控制C相和D相的驱动级 D相驱动信号 使能输入端 斩波器功能控制端 电源输入端 C相、D相绕组电流检测电压反馈输入端 A相、B相绕组电流检测电压反馈输入端 斩波器基准电压输入端 斩波器频率输入端 方向控制端 步进时钟输入端 半步、全步模式选择端 复位输入端 L298N芯片共有15个引脚,采用Multiwatt封装形式。它专用于双极性步进电机驱动,L298N芯片可接受标准逻辑电平信号,内含两个H桥的高电压全桥式驱动器,H桥最大可承受46V电源电压,相电流可达2. 5A,可用来驱动直流电动机及步进电动机、继电器线圈等感性负载,且具有过温保护功能。L298N的逻辑电路使用5V电源,功放级使用5~46V电压。L298N的引脚功能说明如表3.2所示。

符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名称 SENSA 0UT1 0UT2 VS IN1 ENABLE A IN2 GND VCC IN3 ENABLE B IN4 0UT3 0UT4 SENSB 表3.2 L298N的引脚功能说明

引脚描述 接地端 信号输出端 信号输出端 为电动机提供的电源 信号输入端 使能端 信号输入端 接地端 为驱动芯片提供电源 信号输入端 使能端 信号输入端 信号输出端 信号输出端 电流检测端 14

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3.1.3键盘显不模块

键盘选用机械触点的独立式键盘作为该模块的键盘器件,系统的键盘共设置了六个按键,分别为启动、停止、加速、减速、正转、反转。在步进电机伺服控制器中,键盘与单片机之间是由与门来进行连接的,而通过采用与门,可以实现多个按键共用两个中断(INT1、INT1)的功能,节省了硬件资源。独立式键盘具有易于控制,使用可靠等诸多优点,因此广泛应用。而独立式键盘唯一的缺点就是每当按下按键或释放按键过程中,将产生大约5~l0ms的抖动。为了降低系统成本,故采用软件编程的方法来去除抖动,提高系统的响应能力。独立式键盘连接图如图3.4所示。

图3.4 独立式键盘连接图

显示器选用LCD1602型的字符型液晶显示器作为该模块的显示器件,此液晶显示器可同时显示2行字符,共32个字符。在步进电机伺服控制器中,LCD1602显示状态为:第一行,显示速度信息,以n/min为单位,其初始值定为120转;第二行,显示运行状态信息,以CW或CCW为标识,正转为CW,反转为CCW。其初始定义为CW状态。此器件主要是通过指令改变器件的相应高、低电平,即可实现相应的功能设定。键盘显示模块图如图3.5所示。

图3.5 键盘显示模块图

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3.1.4硬件抗干扰模块

硬件抗干扰模块选用TLP521型作为硬件抗干扰模块的器件。在步进电机伺服

控制器中,将光电隔离部件连接在单片机与步进电动机驱动器中间,起到一定的隔离干扰的作用,目的在于提高系统的安全性。这种光电隔离器件主要采用光锅合器进行信号的隔离工作。由于无直接的电气连接,这样既顆合传输了信号,又有隔离干扰的作用。TLP521光藉内部结构图如图3.6所示。

图3.6 TLP521光耦内部结构图

3.1.5步进电动机伺服控制器硬件电路原理图

步进电动机伺服控制器硬件电路原理图见图3.7

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图3.7步进电动机伺服控制器硬件电路原理图

3.2步进电动机伺服控制器的软件实现

步进电动机伺服控制器的软件部分釆用模块化进行设计,由各个功能子模块结合起来组成系统的整体部分。软件部分主要包括主程序的设计、系统调速模块的设计、按键显示模块的设计、外部中断模块的设计等。软件的模块结构图如图3.8所示。

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