工作台步进电动机控制设计

工作台控制设计
一、已知参数
步距角： 1.5°
通电方式：三相六拍
丝杠导程：5mm
工作台给速度：30mm/min
二、参数休整程序的设计
外部输入参数：（X1，Y1）、（X2，Y2）
（X1，Y1）为切割起点，（X2，Y2）为切割终点，其工作台运动合成图如下：
ΔX、ΔY分别为X方向与Y方向的位移，总位移设为P，则：
P2=ΔX2+ΔY2
而速度合成为：
v2=v x2+v y2
设
v=k P
则有
v x=kΔX v y=kΔY
=6MHz，定时器每计一次数定时为2μs,使用工作方式1，8051单片机的晶振频率f
o s e
则最长定时为131.027ms。

丝杠导程为5mm，则步进电机每转一周对应拖板前进5mm，那么步进电机的脉冲当量δ=1.5°×5mm/360°，那么相临脉冲间隔时间T m=δ/v。

设定时常数为X，则：
T m=（216-X）×2×106s
则：
X=216-δ/v/（2×106s） 当X〈100ms时，可以直接计数，当X〉100ms时，可用循环程序反复计数。

X轴前进脉冲个数N X=ΔX/δ，Y轴前进脉冲个数N Y=ΔY/δ。

参数休整程序由以上公式算得定时器应该循环的次数及最后一次循环的计时初值。

存入指定地址以备取用。

同时判断电动机的转向，并将标志置入相应的标志位。

程序如下：
#i n c l u d e<s t d i o.h>
#i n c l u d e<m a t h.h>
#d e f i n e D T(1.5*5/360)
v o i d m a i n()
{
i n t t x,t y,*x x=30H,*x y=31H,*y x=32H,*y y=34H;
i n t*p x=D5H,*p y=D1H;
f l o a t x1,x2,y1,y2,d x,d y,v x,v y,k,p;
f l o a t v=30;
p r i n t f("请输入起点：\n")；
s c a n f("%f,%f",&x1,&y1);
p r i n t f("请输入终点点：\n")；
s c a n f("%f,%f",&x2,&y2);
/*****************坐标轴分速度计算******************/
d x=x2-x1;
d y=y2-y1;
p=s q r t(d x*d x+d y*d y);
k=v/p;
v x=k*d x;
v y=k*d y;
/*******************定时常数计算*******************/ t x=(i n t)(p o w(2,16)-D T/v x/d o w(2,6));
t y=(i n t)(p o w(2,16)-D T/v y/d o w(2,6));
*x x=t x/100;
*x y=t y/100;
*y x=t x%100;
*y y=t y%100;
/*******************电动机方向判断******************/ *p x=1;
*p y=1;
i f(d x<=0)
*p x=0;
i f(d x<=0)
*p x=0;/*标志位为1则正转，为0则反转。

*/ /*******************前进脉冲个数计算***************/ *x g=d x/D T;
*y g=d y/D T;
}
三、电机控制设计
步进电动机转速、转向采用单片机控制，每个电机由一片8051单片机单独控制，单片机输出的相临脉冲的间隔时间由定时器控制，定时常数由参数修整程序输出。

采用负逻辑控制，当P1口某一口线输出低电平“0”时，对应的步进电动机绕组被接通，脉冲分配控制数据表如下：
脉冲分配控制数据表
工作台运动极限位置处放置行程开关，当工作台运动到达极限位置是，触动行程开关ST，使外部中断0触发，停止工作台前进。

SB为急停开关，当按下SB，外部中断1触发，使工作台停止前进。

接线图如下：
8051单片机接线图
8051
P 1.0
P 1.1P 1.2P 1.3P 1.4P 1.5P 1.6P 1.7R S T R X D T X D I N T 0I N T 1T 0T 1W R R D X T A L 2X T A L 1V S S
V C C
P 0.0P 0.1P 0.2P 0.3P 0.4P 0.5P 0.6P 0.7E A A L E P S E N P 2.7P 2.6P 2.5P 2.4P 2.3P 2.2P 2.1P 2.0
C
B
A
A
B
C
+5V
轴电动机
轴电动机
X
Y
S T S B
+5V +5V
步进电动机控制程序如下：
O R G0000H
R E S E T:L J M P M A I N；复位入口转主程序 O R G0003H
M O V P1,#F F H；P1、P2口清零
M O V P2,#F F H
O R G000B H
L J M P I T0P；转T0中断服务程序
O R G0013H
M O V P1,#F F H
M O V P2,#F F H
O R G001B
L J M P I T1P；转T1中断服务程序
O R G0100H
M A I N: ...
参数休整程序
...
M O V S P，#30H；设置堆栈指针
M O V R2,#5；装入查表初值
M O V R3,#5
M O V I P,#05H；设置中断优先级
M O V T M O D,#11H；设置定时器工作方式
M O V I E,#8F H；中断允许开
I T0F H：D J N Z36H，N E X T0
C L R E T0
N E X T0：M O V R0，30H
I N C R0
I T1F H：D J N Z37H，N E X T1
C L R E T1
N E X T1：J B T R1，X H P D X
M O V R1，31H
I N C R1
X H P D X:J B T R0，X H P D X
D J N Z R0,X H T X；装入计数初值
M O V T L0,32H
M O V T H0,33H
X H P D Y:D J N Z R1,X H T Y
M O V T L1,34H
M O V T H1,35H
A J M P Q D C X
X H T X: M O V T L0,#0B0H
M O V T H0,#3C H
A J M P X H P D Y
X H T Y: M O V T L0,#0B0H
M O V T H0,#3C H
Q D C X: S E T B T R0；开计时器0
S E T B T R1；开计时器1
H E R E: S J M P H E R E；等待中断
I T0P： C J N E R0，#0，X H P D X
J B D5，X Z Z；X轴正反转判断
X F Z： D J N Z R1，C B P D1；查表
M O V R1，#5
C B P D1：M O V A，R1
S J M P X M C S C
X Z Z： D J N Z R1，C B P D2
M O V R1，#5
C B P D2：M O V A，#5
S U B B A，R1
X M C S C：P U S H D P H
P U S H D P L
M O V D P T R，#T A B
M O V C A，@A+D P T R
M O V P1，A
P O P D P L
P O P D P H
L J M P I T0F H；返回
I T1P： C J N E R2，#0，X H P D Y
J B D1，Y Z Z
Y F Z： D J N Z R2，C B P D1
M O V R2，#5
C B P D3：M O V A，R2
S J M P Y M C S C
Y Z Z： D J N Z R2，C B P D4
M O V R2，#5
C B P D4：M O V A，#5
S U B B A，R2
Y M C S C：P U S H D P H
P U S H D P L
M O V D P T R，#T A B
M O V C A，@A+D P T R
M O V P2，A
P O P D P L
P O P D P H
L J M P I T1F H H
T A B： D B0F E H,0F C H,0F D H,0F9H,0F B H,0F A H。