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科技信息2010年第5期SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION0引言步进电机是一种将电脉冲
信号转换成角位移或线位移的机电元件它的输入量是脉冲序列输出量则是相应的步进运动的位移。
步进电机在自动化控制
领域有着广泛的应用其控制程序的编写可以采用多种语言实现如
VB、
VC等等而采用虚拟仪器图形化编程软件LabVIEW编写步进电机控制程序则更加简单而且有较好的人机交互界面根据不同的要求可随时
调整控制方式。
1步进电机程序控制原理步进电机的控制是由计算机来实现的计算机控制步进电机的系统
原理框图如图所示。
图1计算机控制步进电机的系统原理框图在该控制系统中控制计算机通过控制程序向电机控制盒单片机发送控制命令6进制字符单片机根据控制指令向步进电机提供时序脉冲串
用于控制步进电机的转动参数每当步进电机从脉冲输入线上得到一个脉冲便沿时序脉冲所
确定的方向进一步。
该系统的硬件部分主要是基于单片机的电机控制盒电路软件部分则是基于LabVIEW开发的电机控制程序电机控制盒通过串口与
计算机和步进电机驱动电路进行通信图中的驱动电路随步进电机一起提供。
2步进电机控制系统硬件设计2.步进电机控制盒的设计电机控制盒的
核心部件是单片机采用的是Atmel公司的AT89C5单片机单片机
的作用就是既要接收来自计算机的控制指令同时将控制指令
转换为时序脉冲发送到步进电机控制电机的转动因此步进电机控制盒的设计是电机控制系统
的重要
内容。
电机控制盒的组成框图如图2所示。
图2步进电机控制盒组成框图电机控制盒主要包括主控单片机模块、串口
通信模块、脉冲电流放大
模块。
其
基本工作流程是AT89C5通过串口接收计算机发送的
有关参数如电机转速正反转控制字转动角度等然后调用片内电机控制程序通过P口向步进电机不断发送步进脉冲。
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芯片是为了提高电流驱动
能力。
2.2单片机控制步进电机流程图3单片机控制步进电机流程图步进电机的
驱动电路根据
单片机产生的控制脉冲工作单片机
的基本控制包括单片机发送脉冲的分配方式
改变步进
电机的通电换向顺序控制电机转向即实现步进电机正反转单片机发送脉冲的频率控制步进电机转速单片机发送脉冲的个数控制步进电机转动角度。
其控制流程如图3所示。
3步进电机
控制系统软件设计3.LabVIEW概述LabVIEW是
美国NINationalInstruments推出的虚拟仪器开发平台它用图标代替
文本代码创建应用程序拥有
流程图程序
设计语言的
特点执行顺序是依方块图间数据的流向来决定的而不像
一般通用的编程语言逐行地执行。
在编写方块图程序时只需从功能模块中选用不同的函数图标然后再以线条相互连接即可实现数据的传输。
LabVIEW配合NI
公司的运动控制卡可为步进应用提供精确、高
性能的运动
解决方案。
3.2步进电机控制
系统程序设计步进电机的控制软件采用LabVIEW8.
进行开发控制程序前面板如图4所示。
控制界面中包含了串口资源的选择和电机参数的设基于LabVIEW的步进电机控制系统设计李进杰高伟
中国人民解放军海军航空工程学院青岛分院山东青岛266041【
摘要】介绍了一种基于LabVIEW的步进电机控制
方案给出了控制系统的
构成和具体电路。
分别
介绍了以单片机为基础的硬件控制电路和基于LabVIEW的
软件控制程序。
系统具有良好的软件交互
界面编程简单控制
效果良好。
【
关键词】步进电机单片机LabVIEWDesignofStepMotorControlystem
BasedonLabVIEWLJin-jieGAOWeiNavalAeronauticalEngineeringA
cademyQingdaoBranchQingdaohandong266041China【bstract】AstepmotorcontrolsystembasedonLabVIEWwasintroduced.Thegeneraldesignofthecontrolsystemandthespecificcircuitswere
described.
ThehardwarecontrolcircuitbasedonsinglechipandthesoftwarecontrolprogrambasedonLabVIEWwereintroduced.Thesystemhadaconvenientoperationalinterface
withgoodcontroleffects【Key
words】StepmotorSinglechipLabVIEW○机械与电子○85
科技信息SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION
2010年第5期●置。
通常情况下台式计算机会提供两个
串口资源
我们可以选择其中任意
一个连接到电机控制盒要求连接控制盒的串口地址与控制
界面中选择的串口地址要一致。
电机的控制方式包括旋转方向的选择、旋转速度和旋转角度的设置。
在程序运行过程中电机控制面板通过表盘刻度和数字刻
度的形式实时地
显示电机的旋转
角度便于操纵者进行
观察。
图4步进电机控制面板图5电机控制
程序流程图图6电机控制命令字更新程序电机控制程序按照图5所示的流程图
运行首先在电机控制界面设置电机参数设置完毕后控制程序自动将控制命令字更新
更新程序如图6所示。
控制命令字以十进制数组的形式
存在共包含四个数组元素分别是旋转速度、旋转
方向、旋转角度低字节和旋转角度高字节。
控制命令字更新以后一旦点击电机控制界面中的电机启动按钮控制
命令字发送程序就会把控制命令字发送到电机控制盒中控制命令字发送程序如图7所示。
控制程序是利用VISA
函数将电机控制参数通过串口写入到电机控制盒
中的单片机程序中电机命令字的
格式需从数值数组转换为ASCII字符作为VISAWrite的写入数据。
VISA是
虚拟仪器软件架构VirtualInstrumentationSoftwareArchitecture的简称。
VISA是
一种通用I/O标准
作为控制程序和数据传输总线的中间层为应用程序和仪器
总线的通信
建立了通道。
图7电机控制命令字发送程序部分4结束语LabVIEW作为一种
图形化编程软件
具有编程简单、库函数丰富、调试方便等诸多优点采用LabVIEW开发的控制程序可以很方便地实现对步进电机的驱动控制并且人机交互性强界面友好。
通过LabVIEW结合单片机实现对步进电机的控制能
直接在LabVIEW上实现对步进电机转速及转角的控制。
与
传统的
单片机控制或LabVIEW加运动采集卡控制相比具有
成本低、编程
简单、方便控制等优点该系统已经在实际测量系统中得到了应用。
【
参考文献】王晓明.电动机的单片机控制M.北京:北京航空航天大学出版社2
002.2尹文禄.微带天线设计与天线
测量系统构建D.长沙:国防
科学技术大学硕士
学位论文2004.3侯国屏王珅叶齐鑫.LabVIEW7.编程与虚拟仪
器设计M.北京:清华
大学出版社2
0052.4陈方泉李建周马思文方宇栋.基于LabVIEW的步进电机驱动设计
及其应用J.
上海大学
学报200892:146-49.
作者简介李进杰975.—男
山东平度人硕士主要
研究方向为航空
电子对抗、天线设计与测量等。
责任编辑汤静●●上接第41页改比较
实用如果在一个网站中有多个网页需要类似的
代码可以简单地复制并修改相应参数即可这样不仅可以减轻网站制作过程中的
工作强度还可以大大减轻网站维护过程中的工作量。
3结束语采用第一种方法制作和插入的
过程都比较简单但维护网站的过程
比较麻烦这就导致网站
维护的实时性很难保证。
第二种方法采用
JavaScript和数据库
结合使用的
方法虽然编写的过程
需要调试比较麻烦但使用起来方便几乎可以一劳永逸如果需要放在
不同的
网页上假设需要不同的
图片或不同的
文字也只需简单
修改即可。
这种方法对于新手来说比较困难但符合
当前软件开发的主流。
【参考
文献1于魁李银锁.ASP.
NET环境
下的Flash
文件的使用.电脑编程
技巧与维护2.2王珊萨师煊.数据库系统
概论.
高等教育出版社3FrankW.Zammetti.Jav
aScript实战.人发邮电出版社
责任编辑张慧○机械与电子○86