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基于THB6064H的步进电机闭环控制电路设计

作者:时间:2011-04-12来源:网络收藏

3.2 反馈电路
电路的反馈环节选用增量型旋转编码器与固定同轴旋转,产生反馈脉冲信号,发送到单片机,经单片机处理后获得的旋转信息。
3.2.1 旋转编码器的工作原理
旋转编码器是一种集光、机、电于一体的转速、位移传感器,具有高频响、分辨能力高、力矩小、耗能低、性能可靠、使用寿命长等优点。旋转编码器包括码盘(编码盘的线数不同)、发光元件、接收元件和信号处理部分。码盘的线数决定了其精度。当带动码盘旋转时,因刻线处透光,间隔处不透光,透过的光被接收元件接收并输入到信号处理部分,产生脉冲信号输出。旋转编码器一般分为增量式和绝对式:增量式旋转编码器输出脉冲供后续电路计数和旋转方向的判断,能够实现多圈无限累计测量;绝对式旋转编码器以代码的形式输出来表示当前的位置,转动方向是通过代码的变化趋势来确定的。一般相同分辨率的编码器,增量式的要比绝对式的便宜,实际应用中,增量式旋转编码器应用更为广泛。本文选用增量型旋转编码器,有三根信号输出线A相、B相、Z相。当编码器转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90°相位角,由此可测出编码器的转动方向与电机转速。当正转时,A相脉冲比B相脉冲超前90°,反转时A相比B相落后90°。A相用来测量脉冲个数,B相与A相配合就可测量出转动方向。Z相为零脉冲线,光电编码器在每转一圈的固定位置产生一个脉冲,主要用作计数和基准点定位,一般可以不用该相。
3.2.2 电路
部分电路是以51单片机为控制核心,接收上位机的脉冲信号和方向信号CLK1和CW1经过存储处理后发送给驱动电路部分驱动步进电机工作。另外,单片机还要实时接收来自旋转编码器的反馈脉冲信号,对编码器的两相反馈脉冲信号进行处理,判断步进电机的位置和旋转方向是否与给定信息相符合,如果不相符就调用相应的算法进行自动补偿,最终使步进电机达到预定的位置。由于旋转编码器的分辨率有高有低,如果选择高分辨率的旋转编码器,在细分情况下,当步进电机在最高转速时,要求单片机的相应速度要符合要求。本设计选用的单片机为宏晶科技的STC12C5201单片机,1个时钟/机器周期,增强型8051内核,速度比普通8051快8~12倍。一般程序稍大的可选用STC12C5202或者STC12C5204。编码器与STC12C5201的接口如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/162183.htm

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