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三轴步进电机控制系统

作者:林煜,唐依珠时间:2008-10-29来源:现代电子技术

  三轴系统在机器人、机床加工中心、全方位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,本系统可实现全自动瞳孔定位。主要介绍三轴系统的实现。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/89043.htm

1 眼底照相系统

  眼底照相系统主要由以下3个部分构成:

  (1)三个二相及相应控制器构成三轴电机系统;

  (2)电机驱动器负责接收控制命令参数及发送脉冲给相应电机;

  (3)上位机由遥控面板或软件实现。

  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“爬山算法”确定焦距及瞳孔位置,再发送相应的控制指令给下位机,控制电机移动从而调整相机至置最佳位置,周而复始直至最佳位置。眼底照相系统流程图见图1。

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:

  二相步进电机型号:42BYGH107步进电机是一种用电脉冲信号进行驱动控制,并将电脉冲信号转换成相应的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:SH-2024B该型号驱动器具有工作电压范围宽、效率高,相电流、细分数可调,自动半流的特点,相电流设定从0.5~2 A,细分数设定有2,5,10,20,40共5档,可满足微步距驱动的要求。

 

2.2 控制板

  控制板基于STC89C58RD+专用电机控制板,为本实验室开发,具有如下功能:

  (1)五轴步进电机控制(15路数字信号输出);

  (2)16路开关量输入,路开关量输出,4路功率驱动输出;

  (3)128×64图形液晶显示、30个可编辑功能键、15个LED灯指示;

  (4)全光电隔离、双电源供电、高运行可靠性;

  (5)高速CPU,ISP串口编程,可直接通过通信口修改软件,无需拆下电路;

  (6)一路RS 232通信接口,可与PC机远程通信,实现远程监控功能。

  (7)可能过RS 232通信接口外接副机遥控板,减少控制板接线,提高可靠性。

  控制器电路见图2。

3 系统软件设计

  系统采用RTX51TINY操作系统,共创建如下进程:初始化进程INIT,串口通信进程COM,电机转动进程IOCIRCLE及串口中断函数serial()。

  各进程功能介绍下:

  进程INIT():串口初始化函数serial(),各参数初始化,创建COM,IOCIRCLE进程,删除自身。

  串口初始化serial():判断串口得到的控制字是否有误(采用偶校验),有错直接返回,正确则唤醒进程COM()。

  进程COM():判断控制字类型,更改相应寄存器的值,并调用IOCIRCLE()进程。

  进程IOCIRCLE():依据各寄存器值,控制电机的运动状态。

 

流程图见图3,指令结构见图4。

 
 

4 结 语

  将传统的手控眼底照相系统改进为自动控制,实现了上位机系统的简化,上位机只需要发送相应的控制命令即可实现对三轴步进电机的控制,此三轴步进电机系统很容易改进成多电机系统。

  本系统的上位机实现遥控板控制与软件控制,软件控制若采用Java实现则可搭建B/S架构,实现远程控制。

 



关键词: 步进电机

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