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標(biāo)題: 【PSoC4 試用報(bào)告】控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的模擬實(shí)驗(yàn) [打印本頁]

作者: 1770309616 時(shí)間: 2013-11-29 01:18
標(biāo)題: 【PSoC4 試用報(bào)告】控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的模擬實(shí)驗(yàn)

一、概述

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。

它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

基于以上敘述，可以利用CY8CKIT-042板上CY8CKIT-42的組件CapSense 和PWM組合作用，輸出變化的脈沖，作用于驅(qū)動(dòng)器，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；可以利用防抖Debouncer 和觸發(fā)器TFF形成電路，產(chǎn)生數(shù)字開關(guān)量，作用于驅(qū)動(dòng)器，確定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

二、原理敘述

1、確定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向

按動(dòng)按鈕SW2（在CY8CKIT-042板上），經(jīng)過防抖Debouncer_2 、觸發(fā)器TFF和非門，產(chǎn)生“1”、“0”信號(hào)，作用于驅(qū)動(dòng)器“dir+ 、dir-”，來改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。這用CY8CKIT-042板上RGB 的LED藍(lán)燈和紅燈分別亮、滅，進(jìn)行模擬區(qū)分是正轉(zhuǎn)、還是反轉(zhuǎn)。

2、步進(jìn)電機(jī)啟、停和調(diào)速

按動(dòng)按鈕SW3（外接），經(jīng)過防抖Debouncer_1 、觸發(fā)器TFF，作用于指示燈D_4（外接），綠燈亮、滅表示步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)、停止。

指示燈D_4（外接）燈滅，表示下降沿觸發(fā)啟動(dòng)脈沖調(diào)制器PWM，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，作用于驅(qū)動(dòng)器“pul+ 、pul-”，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。利用PSoC 4開發(fā)套件的容性觸摸感應(yīng)CapSense組件和脈沖調(diào)制器PWM組件的作用，通過滑動(dòng)觸摸條，產(chǎn)生變化的脈沖信號(hào)，達(dá)到調(diào)速的目的。這里，利用紅色指示燈D_1（外接）的亮度變化來模擬脈沖信號(hào)的變化。

3、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示

根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步距角，確定轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需要的脈沖數(shù)和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器timer計(jì)時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)速RPM，其值經(jīng)過軟件處理，通過 UART 和the PSoC 5LP USB-UART bridge傳送，顯示在電腦的putty上。

三、所需的組件

本模擬采用本套件以下組件，組件的配置見附件：Step_Motor_Project圖片.zip

· CapSense

· UART

· PWM

· Timer Counter

· CyTFF

· Debouncer

· CyClock

· CyPins

· 非門

四、軟件

軟件main.c包括本例軟件設(shè)計(jì)流程，詳情見附件：Step_Motor_Project.zip。

五、硬件連接

1、UART 的P0.5、P0.4聯(lián)接到the PSoC 5LP UART bridge 的P12.6 、P12.7。

2、外接的器件，須聯(lián)接到套件的GND、P0.0、P0.7、P1.0、P2.0等管腳。

六、調(diào)試

1、將電源跳帽插入+5V端，系統(tǒng)由+5V供電。

2、在PSoC Creator 2.2中，經(jīng)Build和Program后，按動(dòng)按鈕SW2（在CY8CKIT-042板上）、SW3（外接），滑動(dòng)觸摸條，觀察CY8CKIT-042板上RGB 的LED藍(lán)燈和綠燈、指示燈D_4（外接）和反映脈沖變化指示燈D_1（模擬外接）的變化。開通電腦的putty，觀看轉(zhuǎn)速RPM，在putty顯示如下變化（以后根據(jù)具體的步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，詳細(xì)補(bǔ)出）：

七、心得體會(huì)

在PSoC Creator 2.2平臺(tái)里，即能作圖，又能編程，顯得圖文并茂，新穎別致；套件里的組件，可以獨(dú)力使用，顯得與其它單片機(jī)不同的地方，體現(xiàn)了所要介紹的卓越的性能。

在本模擬中，使用了本套件不少的組件，一些在內(nèi)部進(jìn)行有機(jī)嵌入組合，且不需要軟件編程，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程、降低了設(shè)計(jì)了成本，優(yōu)化了電路。

在本實(shí)驗(yàn)中，僅僅模擬了驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)方向、啟動(dòng)電機(jī)和反映轉(zhuǎn)速快慢的脈沖的變化，是一個(gè)簡(jiǎn)單模擬實(shí)驗(yàn)。至于使用還需要根據(jù)具體的步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行詳細(xì)的編程設(shè)計(jì)；在電機(jī)工作不超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)步距角確定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的脈沖數(shù)及計(jì)時(shí)出發(fā)出這些脈沖所需的時(shí)間，通過軟件編程計(jì)算和通訊，將轉(zhuǎn)速RPM顯示在終端顯示器上，這想在以后實(shí)用過程中再做。

八、視頻：

http://player.youku.com/player.php/sid/XNjQxODYxMTky/v.swf

九、附件：

Step_Motor_Project.zip (1.79 MB)

Step_Motor_Project圖片.zip (633.74 KB)

(河南薛）

作者: admin 時(shí)間: 2013-11-29 09:53
樓主厲害，用PSoC4開發(fā)了這么多項(xiàng)目。

作者: pcbkey 時(shí)間: 2015-2-22 14:36
支持一下

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