应用AT89C52的步进电动机多轴运动控制

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( Z: \/ v$ v4 L7 L5 {! ~摘要:随着微型计算机和微电子技术的发展,利用单片机组成控制系统成为主流,步进电动机因其独特的性能而获得广
* W, M" w) i4 ^% I2 u, ]- t泛的应用。研究利用AT89C52单片机在不加定位卡等外在条件下同时控制多个步进电动机,研究结果已应用于生产实
践,效果良好。
关键词:单片机;多轴运动;步进电动机
0引言
% f0 G! W$ e# b1 K- f% C8 j步进电动机的最大特点是:可直接接受数字控制
信号(电脉冲信号),并转化成与之相对应的角位移或
直线位移,因而本身就是-一个完成数字/模拟转换的
( V4 H1 c7 A  Y1 M5 _执行元件。与其他控制方式相比,价格低控制易,因
0 Y3 M2 @/ `% B5 V此,步进电动机广泛应用于数控机床、机器人遥控和
航天等领域,特别是微型计算机和微电子技术的发
展,使步进电动机获得了更为广泛的应用。
& Y7 P1 j6 [  w& ]8 p1电控 系统的结构
步进电动机的电控系统主要由单片机最小系统
+ M! L4 h5 l! O1 Y$ P以及外部接口扩展等电路组成。
单片机最小系统是整个系统的核心部分,完成对
整个系统元器件的控制或响应,并进行逻辑运算和数
. c1 @! V8 G; ^+ X3 O. _据处理。它由单片机AT89C52、看门狗MAX813L、晶
6 P( S0 \  O8 j  J  S振并行扩展接口8155、锁存器74LS373、静态存储器
! K/ b2 n" P  [2 B4 i* |SRAM62256以及相关的滤波电容及上拉电阻等
组成。
1.1 单片机最小系统的组成
. O1 ^, R- U5 v: B, x: R/ X单片机最小系统的组成如图1所示。
7 Y2 J4 J- A& j1 x/ a/ A
1)微控制器选用ATMEL公司的AT89C52,内含
3 ]2 ?# r2 Z6 H) U+ w8k的存储器EEPROM，省去外接只读存储器ROM。
2)I/0扩展:由于P0、P2口作为数据、地址总线
用,P3口作为第二功能使用,V0口只有P1口,显然
不够,故选用8155接口进行扩展。
' \' I7 G* U; V! Q3 `3)复位电路:看门狗选用MAX813L。当系统正常
运行时,设置可掉电保护的观测单元，在定时喂狗的
: W. ~0 G3 l0 s! l  {: o- f中断服务程序中使该观测单元保持正常值。而在主
3 O  `8 i# A+ k程序中,将该单元清零。因观测单元掉电可保护，则
, ~/ [  N6 T1 Z1 `2 [9 l: @开机时,通过检测该单元是否为正常值即可判断是否
. `- S% {; b1 b* _7 u) `看门狗复位。
0 k1 b4 O  O# Q4)数据存储电路:选用SRAM62256或者非易失
性存储器NVRAM-HK1235-7(与62256完全兼容)。
$ _, @/ p5 ~; j, e1.2 接口电路的组成
接口电路的组成如图2所示。
1) EN,、EN2、EN3为步进电动机的使能口，
( W8 E5 ^5 U* X- i! Z9 qPULSE;、PULSE,、PULSE,为AT89C52发出的频率信
号,用于控制三个步进电动机。
2)如果电动机需要正反转,可以在PA0、PA1、PA2
/ G* _! `1 v/ l加上方向信号,如果需要不同的处理信号,利用以上
' d) G6 {$ G4 x' J' Q" a2 R7 w办法同样可以得到。
  s/ A3 Z. g* n) Z
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微控制器选用ATMEL公司的AT89C52