三轴步进电机控制系统_图文

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煜 等 : 轴步进 电机 控制 系统 三

三轴步进电机控制系统

( 州大学 福

煜 , 依 珠 唐
福 建 福 州 3 0 0 ) 5 0 4

摘 要 : 三 轴 电机控 制 系统应 用 于 眼底 照相 系统 , 该 实现 相机 的 准 确 移 动 与 定位 . 系 统 采 用 S C 9 5 R T 8 C 8 D+ 芯 片 , 以 并 R 5 T1 Y 为操 作 系统 , TX 1 N 结合 上 位 机 控 制 三 轴 电机 的 上 下 , 右 , 后 与 加 减 速 运 动 . 上 位 机 只 需通 过 发 送 简单 的 指 令 即 左 前 可控 制 三 轴 电机 的 运 动从 而 实现 相 机 的三 维运 动 , 自动 完 成 眼底 照相 过 程 .

关键词 : 轴 ; 三 两相 步进 电机 ; TX 1T N 串 口 R 5 ; I Y;
中 图分 类 号 : P 7 T 24 文 献标 识 码 : B 文章 编 号 : 0 4 7 X( 0 8 1 —1 6 O 1 0 —3 3 2 0 ) 2 7 一 2

Thr e Di e i n S e pe o o e a i g S s e e m ns o t p r M t r Op r tn y t m
II Y U, N TA NG z Yihu
( z u U n v r iy, z u, 00 Fu ho i e st Fu ho 35 04. Chi ) na

Ab tac : s r t Thi hr e d m e in o r tng s t m sa p toft u dusph o a s t e i nso pe a i yse i ar he f n ot gr phy s s e , h a e a c n m o e a d l— y tm t e c m r a v n o e lz e u e l hr ug t, h c a o n w n,e ta i ht r nd a k by t s o pu e hr a ie a e r nty t o h i w ih c n m ve up a d do l f nd rg ,fonta b c he ho tc m t r t oug a y h e s c t o ns r to s e c ee a i n c lr ton. ti on r li tuc in, pp d a c l r ton a d de ee a i I sope a e r t d bySTC8 9C58 RD + m ir on r lrb s d o c oc tole a e n RT X51. I T — NY e a i y t m,So i a e lz hr e di e i op r tng s s e tc n r aie t e m nson moton oft ame a,he om p e e he pr e s o u us p i he c r t nc l ts t oc s f f nd hotgr — o a
p . hy

Key r s:hr e d m e son; wo p s t pp r mot ; wo d t e i n i t ha es e e or RTX51 TI Y ; e ilp t N s ra or

三轴 步进 电 机 系 统 在 机 器 人 , 床 加 工 中心 , 方 位 机 全

二相 步进 电机 型 号 : 2 YGH1 7步 进 电机 是 一 种 用 4B 0

跟踪等系统中都有广泛 的应用 前景 .传统 眼底 照相 系统
主要 采 用 手 动控 制 来 确 定 相 机位 置 , 系 统 可 实 现 全 自动 本 瞳 孔 定 位 .主要 介 绍 三 轴 步进 电机 系统 的 实 现 .

电 脉 冲信 号 进 行 驱 动 控 制 . 将 电脉 冲 信 号 转 换 成 相 应 的 并 角 位 移 或 线位 移 的机 电执 行 元件 . 二 相 混 合式 步 进 电 机 驱 动器 型号 : H 一 0 4 S 2 2 B该 型号 驱 动 器具 有 工 作 电 压 范 围 宽 , 率 高 , 电 流 , 分 数 可 效 相 细
调, 自动 半 流 的特 点 , 电 流设 定 从 0 5 2 A, 分 数 设 相 .~ 细

1 眼 底 照 相 系 统
眼 底 照相 系统 主 要 由以 下 3个 部 分 构 成 : ( )三 个 二 相 步 进 电机 及 相 应 控 制 器 构 成 三 轴 电 机 1
系统 ;

定 有 2 5 1 ,0 4 , , 0 2 , 0共 5档 , 可满 足 微 步 距 驱 动 的要 求 .

( )电 机 驱 动 器 负 责 接 收 控 制 命 令 参 数 及 发 送 脉 冲 2
给相 应 电 机 ;

( )上 位 机 由遥控 面板 或 软 件 实 现 . 3

其 系 统 工 作流 程 : 由眼底 照相 系统 软 件进 行 瞳 孔 自动
定位和聚焦 , 调用 " 山算 法 " 定 焦 距 及 瞳 孔 位 置 ,再 发 爬 确 送 相 应 的控 制 指令 给 下 位 机 , 制 电机 移 动 从 而 调 整 相 机 控 至置 最 佳 位 置 , 而 复 始 直 至最 佳位 置 . 眼底 照 相 系 统 流 周
程 图 见 图 1 .
图 l 眼底 照 相 系统 流 程 图

2 2 控 制 板 .

控 制 板 基 于 S C 9 5 R +专 用 电机 控 制板 , T 8C 8 D 为本 实 2 系统 硬 件 设 计 2 1 三 轴 二 相 步 进 电机 及 驱 动 器 .
此 系统 采 用 的 电机 与 驱 动 器 均 为 金 坛 市 三 鑫 电机 有
限公 司产 品 : 验室开发 , 有如下功能 : 具

( )五轴 步进 电机 控 制 ( 5路数 字 信 号 输 出) 1 1 ;

( )1 开 关 量 输 入 , 开 关 量 输 出 , 2 6路 路 4路 功 率 驱 动
输 出;

( )1 8× 6 3 2 4图 形 液 晶 显 示 , O个 可 编 辑 功 能 键 , 3
收 稿 日期 : 0 7—1 —1 20 1 5

1 5个 I D 灯 指 示 ; E

1 6 7

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20 0 8年 第 1 2期 总 第 2 5 7

()全 光 电隔 离 , 电 源供 电 , 运 行 4 双 高
可 靠性 ;
( )高 速 C 5 PU,S I P串 口编 程 , 直 接 可

通 过 通 信 口修 改 软件 , 需 拆 下 电路 ; 无
( )一 路 RS 2 2通 信 接 口 , 与 P 6 3 可 C 机 远 程 通 信 , 现远 程 监 控 功 能 . 实 ( )可 能 过 RS 2 2通 信 接 口外 接 副 机 7 3 遥控板 , 减少 控 制 板 接 线 , 高 可 靠 性 . 提
控 制 器 电路 见 图 2 .

3 系统软 件设计
系 统 采 用 R 5 T NY操 作 系 统 , 创 TX 1 I 共 建 如 下 进 程 : 始 化 进 程 I T, 口通 信 进 初 NI 串
程 C OM , 电机 转 动进 程 I)I C ( R I C E及 串 口中 断 函数 sr l ) ei ( . a 各 进程 功 能介 绍 下 : 进 程 I T( : 口初 始 化 函 数 sra( , NI ) 串 eil)

各参 数 初 始 化 , 建 C 创 OM ,O I C E 进 ICR L
程 , 除 自身 . 删 串 口初 始 化 s r l ) 判 断 串 口 得 到 的 ei ( : a

控 制字 是 否 有 误 ( 用偶 校 验 ) 有 错 直 接 返 采 , 回 , 确 则 唤 醒 进程 C 正 OM ( . ) 进 程 COM( : 断 控 制 字 类 型 , 改 )判 更 相应寄存器的值 , 调用 I I I ) 程. 并 OC RC 进 E( 进程 I I OC RCL ( : 据各 寄存 器 值 , 制 E )依 控
电机 的 运 动状 态 .
起 始 字
f ) 4B

图 3 流 程 图
功 能 起 始 字
( B 1 )

电 机 号
I B 1 )

参 数 r 数 4B 其 脉冲
余 1 1 B

校 验 字

电机转动方i( 1 ~0)
清 窀 寄存 器 (2 0) 电机 使 能 f3 01 Fe re电机 (4 01

正转(0 0 )反转( 1 0)

将 以 数 增 加 脉 冲 (5 0) ( 1 2 3 0, , ) 00 脉冲 数 X X X X XX X 据 按 位 异

0f稍 r xf I

设置速度(6 0)
要 求 上 传 当 前 电机 脉冲 (7 0) 要 求 上传 当前 速 度 (8 0) 上 传 当 前 电机 脉 冲 (8 01

任 选 一 个

速度 xx

或 运 算 即 得 校 验 字

脉 冲 数 X XX XX X X

图 2

控 制 器 电路
传当前速度(8 0) 速度 X X

流 程 图见 图 3 指 令 结 构 见 图 4 , .
图 4 指 令 结 构

4 结


参 考 文 献

将 传 统 的 手 控 眼底 照相 系统 改 进 为 自动 控 制 , 现 了 实 上 位 机 系统 的简 化 , 位 机 只 需 要 发送 相 应 的控 制命 令 即 上 可 实 现 对 三轴 步 进 电机 的 控 制 , 三轴 步 进 电机 系 统 很 容 此
易改 进 成 多 电机 系统 .
[ ] 王 晓 明. 动 机 的 单 片 机 控 制 [ . 京 : 京 航 空 航 天 大 1 电 M] 北 北
学 出 版社 , 0 2 2 0.

[3 李 朝 青 . C机 与 单 片 机 &D P数 据 通 信 技 术 选 编 [ . 2 P S M] 北
京 : 京 航 空 航 天 大学 出 版社 , 0 3 北 20 .

本 系统 的上 位 机 实 现 遥 控 板 控 制 与 软 件 控 制 , 件 控 软 制 若 采 用 Jv a a实 现 则 可搭 建 B S架 构 , 现 远 程 控 制 . / 实

[] 朱 东 海 , 良平. sa C 6使 用 详 解 [ . 京 : 械 工 3 刘 Vi l " u M] 北 机
业 出版 社 , 9 9 1 9.

作 者 简 介 林 煜 福 州 大 学 , 士研 究 生 . 主要 方 向 为嵌 入 式 系统 应 用 . 硕

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