基于THB6064H的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制電路設(shè)計(jì)
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3．2 反饋控制電路
電路的反饋環(huán)節(jié)選用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器與步進(jìn)電機(jī)固定同軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反饋脈沖信號(hào)，發(fā)送到單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后獲得步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)信息。
3．2．1 旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種集光、機(jī)、電于一體的轉(zhuǎn)速、位移傳感器，具有高頻響、分辨能力高、力矩小、耗能低、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)編碼器包括碼盤(編碼盤的線數(shù)不同)、發(fā)光元件、接收元件和信號(hào)處理部分。碼盤的線數(shù)決定了其精度。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，因刻線處透光，間隔處不透光，透過的光被接收元件接收并輸入到信號(hào)處理部分，產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出。旋轉(zhuǎn)編碼器一般分為增量式和絕對(duì)式：增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖供后續(xù)電路計(jì)數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向的判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)多圈無限累計(jì)測(cè)量；絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器以代碼的形式輸出來表示當(dāng)前的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是通過代碼的變化趨勢(shì)來確定的。一般相同分辨率的編碼器，增量式的要比絕對(duì)式的便宜，實(shí)際應(yīng)用中，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用更為廣泛。本文選用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，有三根信號(hào)輸出線A相、B相、Z相。當(dāng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B兩根線都產(chǎn)生脈沖輸出，A、B兩相脈沖相差90°相位角，由此可測(cè)出編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)正轉(zhuǎn)時(shí)，A相脈沖比B相脈沖超前90°，反轉(zhuǎn)時(shí)A相比B相落后90°。A相用來測(cè)量脈沖個(gè)數(shù)，B相與A相配合就可測(cè)量出轉(zhuǎn)動(dòng)方向。Z相為零脈沖線，光電編碼器在每轉(zhuǎn)一圈的固定位置產(chǎn)生一個(gè)脈沖，主要用作計(jì)數(shù)和基準(zhǔn)點(diǎn)定位，一般可以不用該相。
3．2．2 控制電路
控制部分電路是以51單片機(jī)為控制核心，接收上位機(jī)的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)CLK1和CW1經(jīng)過存儲(chǔ)處理后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路部分驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作。另外，單片機(jī)還要實(shí)時(shí)接收來自旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋脈沖信號(hào)，對(duì)編碼器的兩相反饋脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，判斷步進(jìn)電機(jī)的位置和旋轉(zhuǎn)方向是否與給定信息相符合，如果不相符就調(diào)用相應(yīng)的算法進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，最終使步進(jìn)電機(jī)達(dá)到預(yù)定的位置。由于旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率有高有低，如果選擇高分辨率的旋轉(zhuǎn)編碼器，在細(xì)分情況下，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，要求單片機(jī)的相應(yīng)速度要符合要求。本設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)為宏晶科技的STC12C5201單片機(jī)，1個(gè)時(shí)鐘／機(jī)器周期，增強(qiáng)型8051內(nèi)核，速度比普通8051快8～12倍。一般程序稍大的可選用STC12C5202或者STC12C5204。編碼器與STC12C5201的接口如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162183.htm
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