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计算机控制(第五章开关IO电机控制步进电机)

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步进电机控制实验报告

步进电机控制实验报告

计算机控制技术课程实验之二步进电机控制实验内容1.掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法；2.掌握步进电机的工作原理及控制方法；3.掌握步进电机控制的不同编程方法。

实验原理一、步进电机步进电机的工作就是步进转动，其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移，就是给一个脉冲信号，电动机转动一个角度或是前进一步。

步进电机的角位移量与脉冲数成正比，它的转速与脉冲频率(f)成正比，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

如下所示的步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

图1-1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D 四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图1-2所示：图1-2 步进电机工作时序波形图实验内容1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。

要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。

2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。

正反转时间分别持续10S时间，如此循环。

3.设计一可调速步进电机控制电路。

P3.0～P3.2分别接案件K1～K3，其中K1为正反转控制按键，K2为加速按键，K3为减速按键，要求速度7档（1～7）可调，加减速各设3档，复位时位于4档，要求每档速度变化明显。

步进电动机驱动的计算机控制方法

步进电动机驱动的计算机控制方法
在上面的方波信号产生过程中 , 改变 RTS 信号置“0”、置“1”的延时时间 ,这样就改变了方 波信号周期 , 从而达到了改变步进电动机旋转 速度的目的 。由于 T 可以任意取值 ,所以转速也
是可以任意控制的 。 4. 3 旋转角度控制
电动机的旋转角度 θ与输出的步进脉冲个 数 M 的关系为 : M = θ/ θs , 式中 θs 为一个控制 脉冲对应的电机旋转角度 。只要在程序运行中 把 M 保存在一个变量中 , 每输出一个步进脉冲 信号 ,电动机转动一步 ,同时将该变量减 1 ,当变 量减为 0 时 , 步进电动机就转动了 M 步 , 对应 的角度为 θ。 4. 4 自动加/ 减速控制
步进电动机驱动的计算机控制方法
·41 ·
程序有关 。计算机从串行口每输出一个 8 位二进 制数 (也就是输出一个脉冲信号) 所需要的时间 为 : T1 = 10/ Bt 。式中 10 是 8 位有效数据加上一位 (0) 和一位停止位 (1) ; Bt 为计算机的波特率 。延迟 子起始位程序中可以设置相邻 2 个步进脉冲控制 信号间的间隔时间 T2 来控制电动机的转速 , 则 有 : T = T1 + T2 。其示意图如图 2 所示 。
计算机输出的控制信号基本符合要求以后 , 接着进行系统连机调试 。根据驱动器的使用说明 , 把微机 、驱动器及步进电动机连接成完整的控制 系统 。跟程序调试时一样 ,运行控制程序为 :
(1) 将“控制方式”设为“角度控制”并输入转 角“360°”“, 转动方向”设为“反转”。然后单击“确定 运行”按钮 , 步进电动机便开始逆时针转动 , 并逐 渐加速 。到达一定速度后又逐渐减速 ,直到最后停 止转动 。这时电动机转过了一周 ,能回到原来的位 置。
电源

《控制步进电机》课件

《控制步进电机》课件

控制步进电机常见问题及解决方法
1 步进电机不转动
可能原因包括驱动电路故障、相序错误等，可以检查电路连接和相序设置。
2 步进电机运行不平稳
可能原因包括电源波动、驱动器参数设置错误等，可以优化电源质量和调整参数。
3 步进电机发热
可能原因包括负载过大、驱动器电流设置过高等，可以合理设计负载和调整电流设置。
启停快速
步进电机具有快速启停的特点，响应速度快。
无需反馈装置
步进电机通过特定的控制方式，无需反馈装置即可实现精确控制。
步进电机控制技术的局限性
步进电机控制技术在高速和高负载应用中存在一定的局限性，适用范围受限。
学习步进电机控制的路线建议
学习步进电机控制需要掌握电机原理、控制电路设计、编程技术等知识，建议从基础知识入手，逐步学习。
常用步进电机控制器
1 Arduino
开源硬件平台，具有丰富 的步进电机控制库。
2 PLC
可编程逻辑控制器，适用 于工业自动化控制。
3 Motion Control IC
专用运动控制芯片，具有 高性能和稳定性。
步进电机控制技术的优势
精确定位
步进电机可实现高精度的定位，适用于需要准确控制位置的应用。
《控制步进电机》PPT课 件
控制步进电机是一门重要的技术，本课件将介绍步进电机的应用领域、构成、 控制方式等内容，并展示步进电机控制技术的发展前景。
介绍步进电机
步进电机是一种精密控制装置，通过脉冲信号实现定距移动。它具有高精度、 高可靠性的特点，在自动化控制领域得到广泛应用。
步进电机的应用领域
工业自动化
步进电机控制的进阶技术
步进电机控制的进阶技术包括闭环控制、传感器技术等，提高步进电机控制 的精度和稳定性。

步进电机控制方法

步进电机控制方法

步进电机控制方法步进电机是一种将电信号转换为精确的机械运动的特殊电机。

由于其高精度、可控性和稳定性，步进电机广泛应用于许多领域，如工业自动化、医疗仪器、机器人技术等。

本文将讨论步进电机的控制方法，在这些方法中，人们可以实现对步进电机的精确控制和位置控制。

首先，我们来介绍步进电机的基本工作原理。

步进电机的转子由永磁体或由电磁铁组成，通常与定子上的绕组相互作用。

当绕组依次激励时，电机的转子会按照一定的角度顺序旋转。

每次激励的脉冲将使转子转动一个固定的角度，称为步长。

因此，通过正确控制脉冲信号的频率和顺序，我们可以精确地控制步进电机的运动。

步进电机的控制方法主要分为开环控制和闭环控制。

开环控制是最简单的一种方法，通过给步进电机提供一系列的脉冲信号来控制其转动。

这些信号的频率和脉冲宽度决定了电机的转速和位置。

开环控制方法适用于需要较低精度和较简单控制的应用，例如简单的运动控制和位置复位。

闭环控制方法则更加复杂，但也更加精确。

闭环控制通过使用编码器或其他位置传感器来监测步进电机的实际位置，并将其与期望位置进行比较。

根据比较结果，控制系统将调整脉冲信号的频率和脉冲数量，以使电机达到期望的位置和运动状态。

闭环控制方法适用于需要高精度和复杂运动控制的应用，例如精密仪器和机器人。

除了开环控制和闭环控制之外，还有其他一些常用的步进电机控制方法。

例如，微步控制方法可以进一步提高步进电机的分辨率。

微步控制通过将每个步进脉冲细分为更小的微步脉冲，从而将电机的角度控制能力提高到更高的级别。

这种方法通常需要更先进的控制电路和算法。

此外，还有一些高级的控制方法，如矢量控制和感应控制等。

矢量控制方法通过同时控制步进电机的多个绕组来实现更复杂的运动模式，提高电机的性能和动态响应能力。

感应控制方法则利用感应原理，通过识别转子位置和磁场变化来控制电机运动。

这些高级控制方法在某些特定的应用领域中具有重要意义，但通常需要更复杂的控制算法和硬件实现。

《计算机控制技术》课程教学大纲

《计算机控制技术》课程教学大纲

计算机控制技术课程教学大纲Techno1ogyofMicrocomputercontro1学时数：40其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业或其它相关专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化类各专业的“主干专业课程”，属工程技术类课程。

通过本课程的学习，使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控制系统的硬件、软件基础知识，以及基本的应用技术。

并具备独立设计计算机控制系统的能力，为今后从事工业自动化方面的工作打下一个基础。

二、课程教学的基本要求（一）熟练掌握计算机控制系统的组成与接口技术；（二）掌握和理解计算机控制系统的常用控制算法；（H）熟练掌握计算机控制系统的设计方法和实现过程；（四）了解计算机控制技术的发展趋势及前沿课题。

三、课程的教学内容、重点和难点第一章微型计算机控制系统概述（4学时）基本内容：计算机控制系统的概念、组成，计算机控制系统的分类以及发展。

基本要求：1、熟悉微机控制系统的组成（硬件结构和软件组成）。

2、了解微机控制技术的发展趋势。

重点：计算机控制系统的发展概况。

难点：计算机控制系统的分类。

第二章计算机控制系统的过程通道接口技术（6学时）基本内容：数字量输入、输出通道的设计，模拟量输入通道的设计，模拟量输出通道的设计。

基本要求：1、掌握模拟量输入、输出通道的设计。

2、掌握数字量输入、输出通道的设计。

3、了解过程通道的结构形式。

能够根据控制系统要求选择输入输出通道中所用到的各种器件，掌握工作原理和使用方法。

能正确地绘制出系统的硬件电路原理图。

重点：采样/保持器、D/A转换器、A/D转换器接口设计难点：采样定理与数据采集第三章人机交互接口技术（4学时）基本内容：人机交互输入接口技术，人机交互输出接口技术。

基本要求：1、掌握常用键盘和常用1ED显示器的工作原理及接口设计方法。

2、能够根据控制系统要求正确的设计出键盘和显示器的接口电路，以及接口程序设计。

控制步进电机实验报告(3篇)

控制步进电机实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。

2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。

3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。

4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。

二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。

步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。

2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。

3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。

三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。

2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。

3. 双相四线步进电机。

4. 按键。

5. 数码管。

6. 电阻、电容等元件。

7. 电源。

四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。

（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。

（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。

（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。

（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。

2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。

（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。

（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。

（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。

3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。

步进电机控制说明

实训名称步进电机控制一、实训目的1.掌握步进电机控制系统的接线、调试、操作二、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THHAJS-1 12实训挂箱B10 13导线3号若干45通讯编程电缆SC-90 1 三菱6实训指导书THHAJS-1 17计算机（带编程软件） 1 自备三、面板图+四、控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，利用可编程控制器输出信号控制步进电机运行。

2.按下“SD”启动开关，系统准备运行。

3.打开“MA”手动开关，系统进入手动控制模式，选择电机旋转方向，再按动“SE”单步按钮，步进电机运行一步。

4.关闭“MA”手动开关，系统进入自动控制模式，此时步进电机开始自动运行。

5.分别按动速度选择开关“V1”、“V2”、“V3”，步进电机运行在不同的速度段上。

6.步进电机开始运行时为正转，按动“MF”开关，步进电机反方向运行。

再按动“MZ”开关，步进电机正方向运行。

五、功能指令使用及程序流程图六、端口分配及接线图1.端口分配及功能表 序号 PLC 地址（PLC 端子）电气符号（面板端子） 功能说明1 X00 SD 启动开关2 X01 MA 手动3 X02 V1 速度14 X03 V2 速度25 X04 V3 速度36 X05 MZ 正转7 X06 MF 反转8 X07 SE 单步 9Y00 A A 相 10 Y01 B B 相 11 Y02 C C 相 12 Y03DD 相 13 面板V+ 接电源+24V电源正端 14主机COM 、COM0、COM1、COM2接电源GND电源负端2.PLC 外部接线图七、操作步骤1. 检查实训设备中器材及调试程序。

2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。

2.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用SC-90通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。

计算机控制(第五章,开关IO,电机控制、步进电机)

下图为交流电磁阀的接口电路。MOC3041为光电耦合 器，用于触发双向晶闸管KS，以及隔离单片机和电磁阀系统。
（八）报警程序的设计
常用的报警方式有： 1、 声语言报警：电铃，电笛，频率可调的蜂鸣震 荡音响，集成电子音乐芯片，语音芯片等。 2、 显示报警：LED指示灯，闪烁的白炽电灯， LED、LCD数码管，LED、LCD图形显示器，CRT 显示器等。 3、 图形、声音的混合报警。
（七）电磁阀接口技术 电磁阀对气体、液体管道的开关进行控制。广泛应用于液 压机械、空调系统、热水器、自动机床等系统中。 电磁阀可分为交流和直流两类，根据其阀位和通道数目有 两位三通、两位四通、三位四通等。 下图为电磁阀的结构原理图。
交流电电磁阀常要使用双向可控硅驱动或用一个直流继 电器作为中间继电器控制。
（二）开环脉冲宽度调速系统 开环脉冲宽度调速系统的原理，由五部分组成（各部分 的说明）。
电机控制接口。下图为采用固态继电器的直流电机接口 连接方法。
（三）PWM调速系统设计 用微机或单片机实现PWM很容易，只需改变电机定子绕 组电压的通断电时间即可达到调节电机转速的目的。 由平均速度，及电机全通电时的最大速度Vmax求出占空比 D，由D值进一步求脉冲宽度（亦即通电时间）。 电机控制程序的设计有两种方法：软件延时；计数法。 带方向控制的PWM调速系统的原理图如下所示。
下图为三相直流步进电机控制，A、B、C三相均由直流 型SSR控制，分别接至8031的P1.0， P1.1， P1.2端。
2、交流型 交流型SSR用双向可控硅作为无触点开关器件，用于交流 大功率驱动场合，如交流电机、交流电磁阀等。 交流SSR又分为非过零型和过零型两类。
下图为一交流过零型SSR原理图。
S
（六）可控硅接口电路 可控硅（SCR）又叫作晶闸管，它在交直流电机调速系统、 调功系统，以及随动系统中都得到广泛应用。 1、单向可控硅 单向可控硅具有单向导通作用，其符号见下图，A为阳极， K为阴极，G为控制极。其工作特性与大功率场效应管有所不同， 其输出特性见下图所示。

步进电机PLC控制ppt课件


知识目标
1.能给出步进电机控制系统的 功能描述
2.能画出PLC控制系统的输入 输出接线图
3.能写出输入输出的I/O表
4.能完成梯形图程序的编制
5.能写入软件验证程序的正确 性并运行
1.步进电机的结构与原理 2.基本输入输出指令 3.定时器指令、计数指令 4.高级指令（移位指令MOV和数 据传送指令SFTL/SFTR）
复位R指令将Q0.0或Q0.1清0。
.
24
脉冲串输出（PTO）
PTO功能可输出一定脉冲个数和占空比为50%的 方波脉冲。
➢输出脉冲的个数在1-4 294 967 295范围内可调； ➢输出脉冲的周期以µs或ms为增量单位，变化范围分别
是10～65 535µs或2～65 535ms。
如果周期小于两个时间单位，周期被默认为两个时 间单位。如果指定的脉冲数为0，则脉冲数默认为1。
B'
C'
C
B
A'
工作方式为三相双三拍 时，每通入一个电脉冲，
转子也是转30，即 S =
30。
CA通电
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三 相单三拍稳定，因此较常采用。
.
14
步距角
步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 Zr N
如：Zr=40 ,
N:一个周期的运行拍数,即通电状态
循环一周需要改变的次数
Zr：转子齿数
N=3
时
S
360 3 40 3
1 单拍制
拍数：N=km
m:相数
k= 2 双拍制
.
15
细分：细分就是指电机运行时的实际步矩角是基本步矩角 的几分之一。如：驱动器工作在10细分状态时，其步矩角只为电机 固有步矩角的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状 态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°，而用细分驱动 器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°。细分功能完全是由

计算机控制技术课后习题答案(施保华版)


第四章
• 数字程序控制的基础（直线插补、圆弧插补） 要求：掌握直线插补的步骤、原理、计算、程序 的编写 • 数控装置执行机构的核心——步进电机/交流伺 服电机的原理和控制技术（单片机\PLC\专用的 数字控制器\控制卡）
直线插补偏差定义：Fm=ymxe-xmye Fm =0，点m在OA直线段上； Fm0，点m在OA直线段的上方； Fm<0，点m在OA直线段的下方。 第一象限逐点比较法直线插补的原理： 从直线的起点出发，当Fm0时，沿+x轴方向走一步；当 Fm<0，沿+y方向走一步；当两方向所走的步数与终点坐 标相等时，发出终点到信号，停止插补。 简化：若m为起点0，则Fm=F0=0； 若Fm>= 0，Fm+1=Fm–ye； 若Fm<0，Fm+1=Fm+xe
位移滞后原理
变换 z 2 (Y ( z ) y (0) z 1 y (1)) 2 z (Y ( z ) y (0)) Y ( z ) U ( z ) Tz ( z 2 2 z 1)Y ( z ) U ( z ) ( z 1) 2 1 Tz Tz Tz Y ( z) 2 4 2 2 2 ( z 1) ( z 1) ( z 1) z 2 z 2 1) Tz 3 2Tz 5 3Tz 7 4Tz 9 n 1 n Tz (n 3,5,7 ) 2 f * (t) (t 3T) 2 (t 5T) 3 (t 7T) ....... n 1 3 2 , y (k ) n为奇数1,3,5,7, 2 0, n为偶数2,4,6,8, 1
POLLING:
MOV DX,02C2H; 令CS,R/C为低电平 MOV AL,00H OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,04H； 令CE=1, 启动转换 OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,03H；令CE=0，CS, R/C＝1，启动完毕 OUT DX,AL IN AL,DX; 查询STS状态 TEST AL,80H JNZ POLLING; STS=1 则等待，检测下降沿（转换结束） MOV AL,01H；令CS＝0,R/C＝1, 准备读
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（七）电磁阀接口技术 电磁阀对气体、液体管道的开关进行控制。广泛应用于液 压机械、空调系统、热水器、自动机床等系统中。 电磁阀可分为交流和直流两类，根据其阀位和通道数目有 两位三通、两位四通、三位四通等。 下图为电磁阀的结构原理图。
交流电电磁阀常要使用双向可控硅驱动或用一个直流继 电器作为中间继电器控制。
下图为交流电磁阀的接口电路。MOC3041为光电耦合 器，用于触发双向晶闸管KS，以及隔离单片机和电磁阀系统。
（八）报警程序的设计
常用的报警方式有： 1、 声语言报警：电铃，电笛，频率可调的蜂鸣震 荡音响，集成电子音乐芯片，语音芯片等。 2、 显示报警：LED指示灯，闪烁的白炽电灯， LED、LCD数码管，LED、LCD图形显示器，CRT 显示器等。 3、 图形、声音的混合报警。
三、电机控制接口技术
电动机的应用非常广泛。电机分为动力电机和控制电机。 现代化生产对电机的性能要求越来越高：精度、速度、带 负载能力、灵活性、智能化等。 电机的控制用自动化控制设备，朝向集成化、微型化、智 能化方向发展。微机和单片机使电机控制产生革命性的飞跃。目 前已研制出了许多微机或单片机控制电机的系统及专用控制板。 不远的将来，智能化调速系统、电机一体化等会广泛应用。 （一）小功率直流电机调速原理 小功率直流电机的调速可通过控制电枢平均电压来实现。 用微机或单片机控制，通过改变电枢电压接通时间与通电周期的 比值（即占空比）来控制电机速度——此即脉冲宽度调制PWM。 电机转速由电枢电压Ua决定， Ua越大，电机转速越高。 电机通电时速度增加，断电时速度逐渐减小，控制通、断时间比 即可控制电机转速。 设电机全通电时的转速为Vmax，占空比为D=t1/T,则电机的 平均速度为：Vd=Vmax×D （近似的线性关系）
（一）多路开关量信号输入接口技术
检测的开关量信号路数较多时可用可编程芯片，如一 片8255最多可输入24路开关信号。教材图2－17中用3片8255 扩充64路输入接口。 当输入开关量路数不很多时，可采用普通逻辑器进行 输入接口的扩充。教材图2－18用3片74LS244扩充24路输入 接口。
（二）光电隔离技术 光电隔离器（光电耦合器）种类繁多，有发光二极管/光 敏三极管（光敏复合晶体管、光敏电阻、光触发可控硅等），常 用型号有4N25，TIL113，MOC3041等。 “电——光——电” 的联系方式。 下图为发光二极管/光敏三极管示意图。
（二）开环脉冲宽度调速系统 开环脉冲宽度调速系统的原理，由五部分组成（各部分 的说明）。
电机控制接口。下图为采用固态继电器的直流电机接口 连接方法。
（三）PWM调速系统设计 用微机或单片机实现PWM很容易，只需改变电机定子绕 组电压的通断电时间即可达到调节电机转速的目的。 由平均速度，及电机全通电时的最大速度Vmax求出占空比 D，由D值进一步求脉冲宽度（亦即通电时间）。 电机控制程序的设计有两种方法：软件延时；计数法。 带方向控制的PWM调速系统的原理图如下所示。
实例：一个完整的双向直流电机控制接口电路如下图所示。 8155A口为输出方式，电机工作状态真值表和电机的控制模 型如下表所示：
电机正转时，控制模型为02H（PA1=1，PA0=0）； 电机反转时，控制模型为01H； 电机刹车时，控制模型为03H； 电机滑行时，控制模型为00H。 PB口和PC口为输入方式： PB口输入8个开关提供的脉冲宽度给定值N； PC1口线的单刀双掷开关提供启停控制，PC1=0为启动， PC1=1为停止； PC0口线的单刀双掷开关提供正反转向控制，PC0=0时正 转，PC0=1为反转。
（四）闭环脉冲宽度调速系统 闭环系统能提高电机PWM的调速系统的精度。它需 要在开环系统的基础上增加电机速度检测回路，把检测到的 速度值与给定值进行比较，再由数字调节器，如PID调节器 或直接数字控制器进行调节。 如下图所示为电机速度微机闭环控制系统的组成结构。 电机速度的测量有：测速发电机，光电码盘等。
控制系统软件设计：8155初始化；读入给定值N、方向控 制标志和启停控制标志。 流程ART：MOV DPTR，#0FD00H ；8155控制口 MOV A，#01H MOVX @DPTR，A ；设置A口输出，B、C口输入 LOOP： MOV DPTR，#0FD02H ；8155 B口 MOVX A，@DPTR MOV 20H，A ；（20H）=N CPL A INC A MOV 21H，A ；（21H）=n-N，n=256 MOV DPTR，#0FD03H ；8155 C口 MOVX A，@DPTR JB ACC.1，STOP JB ACC.0，INVERT MOV A，#02H ；正转 OUTPUT：MOV DPTR，#0FD01H ；8155 A口 MOVX @DPTR，A
LOOP2：MOV P1，#03H 反转 ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#05H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#06H ACALL DELAY DEC A JNZ LOOP2 DONE： RET … DELAY：… …
三相六拍步进电机控制程序： ORG 8100H COUNT EQU 30H ROT2：MOV R2，COUNT ；设置总的运行步数 LOOP0：MOV R3，#00H ；一次循环中的步数 MOV DPTR，#POINT JNB 00H，LOOP2 LOOP1：MOV A，R3 MOVC A，@A+DPTR JZ LOOP0 MOV P1，A ACALL DELAY INC R3 ；下一步 DJNZ R2，LOOP1 RET
用计算机控制，以软件程序代替步进控制器的复杂硬件 电路，可大大提高经济性、可靠性、控制灵活性。控制正反转、 步进速度、步进数很方便。步进电机的单片机控制系统如下图 所示：
步进电机控制原理：脉冲序列的生成；转动方向的控制； 速度控制；步数控制。 以三相步进电机控制为例，设A、B、C三相绕组分别与 P1.0、P1.1、P1.2相连接。工作方式有： 三相单三拍：A→B→C→A→B→C→… 三相双三拍：AB→BC→CA→AB→BC→CA→… 三相六拍：A→AB→B→BC→C→CA→… 对应的控制模型分别为：01H→02H→04H→ … 03H→06H→05H→ …
（五）交流电机控制接口技术 微机与交流电机的接口技术注意：1、交流电有正、反两个 方向，要保证接口电路使电流正负两个周期都能通过；2、需加隔 离器。下图为采用固态继电器的交流伺服电机控制电路。 PC0，PC1控制电机的正反转和启停。
四、步进电机控制接口技术
（一）步进电机的工作原理 工作原理以三相步进电机为例，见下图：
步进电机的步距角为： Qs=360O/(k×M×Z)
步进电机的特点： 能直接接收数字量，控制方便； 快速启停能力，停止时有自锁能力； 无步距误差的积累，精度高； 但带惯性负载能力较差；等等。
定子上有三组绕组线圈， 转子一周上有40个矩形小齿。
（二）步进电机控制系统的原理 典型的步进电机控制系统如下图所示． 步进控制器的主要功能是实现脉冲的环行分配，可用各种 逻辑电路来实现．
01H→03H→02H→06H→04H→05H→ …
（三）步进电机与微机的接口与程序设计 单片机与步进电机的接口电路用锁存器、可编程接口芯片 等。还需加接光电隔离器。驱动器可用大功率复合管或专用驱动 器。下图中用达林顿管驱动，某位为0时对应绕组通电。
下图加接光电隔离器，某位为1时对应绕组通电。
所要求步数为N，控制标志位为00H，（00H）=1时为正转。 三相双三拍控制子程序： ORG 0100H ROT1：MOV A，#N JNB 00H，LOOP2 LOOP1：MOV P1，#03H ；正转 ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#06H ACALL DELAY DEC A JZ DONE MOV P1，#05H ACALL DELAY DEC A JZ DONE
MOV 22H，20H ；延时t1 DELAY1：ACALL DELAY0 DJNZ 22H，DELAY1 MOV A，#00H ；滑行 MOVX @DPTR，A MOV 23H，21H ；延时t2 DELAY2：ACALL DELAY0 DJNZ 23H，DELAY2 AJMP LOOP STOP：MOV A，#03H ；刹车 MOV DPTR，#0FD01H MOVX @DPTR，A AJMP LOOP INVERT：MOV A，#01H ；反转 AJMP OUTPUT DELAY0：… ；软件延时的单位时间
根据开关量状态进行报警时，可用硬件申请，软件 处理报警，程序设计简单。报警要求不是由软件程序不断 地比较产生，而是直接由传感器中进行被测参数和给定值 比较，产生开关量信号，如行程开关（限位开关）、电接 点式压力报警装置等，再通过中断的方式对系统参数进行 检测处理。 下图中，SL1和SL2分别为液位上、下限报警接点， SP为蒸汽压力下限报警接点， ST为炉膛温度上限报警接 点。输入对应位高电平表示正常，为低电平时表示越限。
计算机控制技术
——郭世伟
第五章 开关量I/O及电动机 控制接口技术
一、开关量输入/输出接口技术
控制分为模拟量控制和开关量控制。 计算机与外界交换信息是以二进制数的方式进行，在 计算机控制系统中，二进制数的每一位可代表被控对象的一 种状态，或作为外设的一种状态控制，如继电器的通断，电 动机的启停，阀门的开关，指示灯的亮灭等。 开关量控制电路中需要考虑抗干扰问题和功率驱动问 题。
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（六）可控硅接口电路 可控硅（SCR）又叫作晶闸管，它在交直流电机调速系统、 调功系统，以及随动系统中都得到广泛应用。 1、单向可控硅 单向可控硅具有单向导通作用，其符号见下图，A为阳极， K为阴极，G为控制极。其工作特性与大功率场效应管有所不同， 其输出特性见下图所示。
2、双向可控硅 双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称为TRIAC，在结构上 象是两个单向可控硅的反向连接，具有双向导通作用。对控制极G 加正（负）脉冲可使其正（反）向导通。 为提高效率，要求触发脉冲与交流电压同步，常采用检测交 流电过零点来实现。