当前位置：文档之家 › 基于ARM的步进电机控制系统设计

基于ARM的步进电机控制系统设计

  • 格式：doc
  • 大小：7.30 MB
  • 文档页数：71

图书分类号： 密 级：

毕业设计(论文) 基于ARM的步进电机控制系统设计 DESIGN OF STEPPING MOTOR CONTROL SYSTEM BASED ON THE ARM

学生学号 20070501136 学生姓名 XXXX 学院名称 XXXX 专业名称 XXX 指导教师 XX

2011年 6月 8日 徐州工程学院毕业设计(论文)

I 徐州工程学院学位论文原创性声明

本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名： 日期： 年 月 日

徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计(论文) II 摘要

步进电机是一种将电脉冲信号转换成响应角位移或线位移的机电元件，在机电及自动化领域有着广泛的应用。 μC/OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式实时多任务内核。μC/OS-II适合小型控制系统，具有执行效率高，占用空间小，实时性能优良和可扩展性能强等特点。因此，研究μC/OS-II在ARM处理器上的移植就很有意义。 本课题主要介绍ARM处理器及其编程模型，以及嵌入式实时操作系统μC/OS-II的内核结构，从而实现μC/OS-II在S3C2410上的移植，并在此平台上进行步进电机控制程序设计，控制步进电机启动、停止、正转、反转、加速和减速。

关键词 ARM；μC/OS-II；S3C2410；步进电机 徐州工程学院毕业设计(论文)

III Abstract

Stepping motor is a kind of electromechanical component that is driven in step angle or displacement by electric pulse signal. It is used widly in the field of mechanical and electrical engineering. μC/OS-II is a complete, portable, can cure, but clipping of real-time multitasking kernel wonderful type. μC/OS-II is for small control systems, with the implementation of high efficiency, small footprint, real-time performance and superior scalability and strong features. Therefore, in this case studying μC/OS-II in the ARM processor on the transplant has a very important value and significance. The paper mainly introduces ARM processor and its programming model, and embedded real-time operating system μC/OS-II kernel structure, so as to realize the μC/OS-II in the transplant, and in this platform stepping motor control system design, control the stepping motor to start, stop, forward, reverse, speed up and slow down.

Keywords ARM μC/OS-II S3C2410 stepping motor 徐州工程学院毕业设计(论文)

I 目 录 1 绪论 ............................................................................................................................................. 1 1.1 ARM简介 ............................................................................................................................... 1 1.2 嵌入式μC/OS-II ................................................................................................................ 1 1.3 步进电机简介 ...................................................................................................................... 2 1.4 课题研究主要内容及论文结构安排 .................................................................................. 2 2 μC/OS-II内核结构 .................................................................................................................. 3 2.1 内核保护机制 ...................................................................................................................... 3 2.2 任务 ...................................................................................................................................... 4 2.2.1 任务状态 ....................................................................................................................... 4 2.2.2 任务控制块 ................................................................................................................... 5 2.2.3 任务调度 ....................................................................................................................... 5 2.3 中断处理 .............................................................................................................................. 5 2.4 时钟节拍 .............................................................................................................................. 5 2.5 μC/OS-II的初始化和启动 ............................................................................................... 6 3 硬件系统 ..................................................................................................................................... 8 3.1 JXARM9－2410系统 ............................................................................................................. 8 3.2 S3C2410处理器介绍 ........................................................................................................... 8 3.2.1 S3C2410内部结构 ........................................................................................................ 8 3.2.2 S3C2410功能单元 ........................................................................................................ 9 3.2.3 S3C2410系统特点 ........................................................................................................ 9 3.2.4 S3C2410工作模式 ...................................................................................................... 11 3.3 系统硬件模块 .................................................................................................................... 12 3.3.1 基本模块 ..................................................................................................................... 13 3.3.2 其它模块 ..................................................................................................................... 13 3.4 系统硬件资源分配 ............................................................................................................ 14 3.4.1 地址空间分配以及片选信号定义 ............................................................................. 14 3.4.2 外部中断分配 ............................................................................................................. 15 3.4.3 A/D端口分配 .............................................................................................................. 15 3.4.4 RAM空间组织 .............................................................................................................. 15 3.4.5 FLASH空间组织 .......................................................................................................... 16 4 μC/OS-II在ARM上的移植 .................................................................................................... 17 4.1 移植条件 ............................................................................................................................ 17 4.2 移植过程 ............................................................................................................................ 17 4.2.1 OS_CPU.h的移植 ........................................................................................................ 17

合集下载

基于单片机的步进电机器控制设计

基于单片机的步进电机器控制设计

摘要本文应用单片机AT89C51和脉冲分配器PMM8713，步进电机驱动器，光电隔离器4N25等，构建了步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。

通过AT89C51和脉冲分配器PMM8713完成步进电机的各种运行控制方式，实现步进电机在3相6拍的工作方式下的正反转控制和加减速控制。

并通过步进电机丝杠连动，带动XY工作台的直线运动，实现从起点A点到预定点B点的位移控制。

整个系统采用模块化设计，结构简单，可靠，通过人机交互换接口可实现各功能设置，操作简单，易于掌握。

该系统可应用于步进电机在机电一体化控制等大多数场合。

关键词：步进电机单片机控制目录绪论 (1)1、步进电机及其发展 (1)1．1步进电机在我国的发展应用及前景 (2)1.2本文研究内容 (2)2、步进电机的分类、结构、工作原理及特性 (2)2.1步进电机的概念 (2)2.2步进电机的特点 (3)2.3步进电机的结构及工作原理 (3)2.4步进电机的常用术语 (4)3、步进电机的单片机控制 (5)3.1步进电机控制系统组成 (5)3.2步进电机控制系统原理 (6)3.3脉冲分配 (6)3.4步进电机与微型机的接口电路 (8)4、步进电机的运行控制 (9)4.1步进电机的速度控制 (9)4.2步进电机的位置控制 (9)4.3步进电机的加减速控制 (10)5、步进电机的程序设计 (11)5.1程序框图 (11)结论 (13)致谢辞 (13)参考文献 (13)绪论步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

基于ARM和FPGA的电脑横机控制器的设计

基于ARM和FPGA的电脑横机控制器的设计

框 架 图
电路
理 要求遵循 特定 的时序和逻辑 ， 并且 系统有 多路 中断信号 和控
１ 电脑 横 机控制 系统 的要 求
电脑横机控制系统主要 包括选针控制模块 、 导纱控制模 块 、 三 角控制模块 、 密度调节 控制模块 、 机头 传动控 制模块 、 牵拉 卷
号 预 处 理模 块 等 部 分 。 而 横 机 控 制 系 统 的 核 心 就 是 通 过 电 磁
这是一款 １ ／２位 Ａ Ｍ Ｔ ＭＩ Ｓ ６３ Ｒ ７ Ｄ Ｃ处理器 （６ＭＨｚ 提供 ＲＩ ６ ）， 了丰富的内部设 置 ， 包括 ８Ｋ ｃ ｅ 内部 Ｓ ＡＭ、 Ｃ Ｂｃ ｈ 、 ａ Ｒ Ｌ Ｄ控制器 、 带 自动握 手 的 ２通道 ＵＡ ＲＴ、 ４通道 Ｄ ＭＡ、 系统管 理器 、 用 代 Ｐ ＷＭ 功能的 ５ 通道 定制器 等＿ 。３片 Ｆ Ｇ 选用 Ａｌ ｒ 公 司 ２ ＰＡ ｔａ ｅ
编织非常复杂的手摇横机无法完成 的衣片组织 。但是 目前市 场上 的电脑横机控制器大多数采用单片机做主处理器或 者以工 业控制计算机为基础开发 ， 也有采用 ３ ２位处理器 ＡＲ 和群组 Ｍ 单片机组成的控制系统 。采用单 片机做 主处理器 ， 集成度 不 有 高、 稳定性不好等缺点 ； 以工业控制计算机为基础开发 的电脑 横 机控制系统 ， 主程序在工控机上运 行 ， 处理速度快 ， 行稳定 ， 运 但 正常工作时 ， 由于前端控 制点 所需要 的信息量很大 ， 要求反应 时 间极短 ， 其控制精 度不 高、 体积庞 大等 缺点 也相应 地 暴露 了出 来， 并且成本较高。采用 ３ ２位处 理器 ＡＲ 和群组单 片机组成 Ｍ 的控制 系统 ， 虽然 简化 了电脑横机控制系统的结构 ， 使用 了多种 外 围芯片集于一 体的 Ａ Ｍ 芯片 ， Ｒ 提高 了系统 的稳定性 和可靠 性， 但多单 片机 的协调工 作问题及 工业场合 的抗干 扰问题 一直 未得到很好的解决 ， 系统 的平均无 故障时 间仍 有待 于进一 步提 高 。我们在分析电脑横机功 能要求和控制系统的实现方式 的基 础上 ， 出采用 ３ 位微处理器 Ａ Ｍ 和 Ｆ ＧＡ作为该控制 系统 提 ２ Ｒ Ｐ
基于STM32的步进电机控制器设计

基于STM32的步进电机控制器设计

基于STM32的步进电机控制器设计熊远生;刘春元;蔡伟忠【摘要】为实现对多台步进电机的控制,开发了基于STM32的步进电机控制器,在硬件设计的基础上,将FreeModbus移植到STM32上,在eMBRegHoldingCB函数中实现了输出脉冲频率、输出脉冲个数、输出脉冲方向和输出脉冲终止信息的可设置和可查询,实验结果表明,所设计的步进电机控制器是可行的.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】4页(P39-41,105)【关键词】STM32;步进电机;FreeModbus【作者】熊远生;刘春元;蔡伟忠【作者单位】嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001;嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001;嘉兴学院机电工程学院,嘉兴314001【正文语种】中文【中图分类】TM383.60 引言步进电机转动的角度和输入驱动脉冲的个数成正比，其转动速率可以通过驱动脉冲的频率来控制，有较高的定位精度，无位置累积误差及特有的开环运行机制，与闭环控制系统相比，可减少系统成本，并提高了可靠性，具有较高的控制精度；因此，在精度要求不高的运动控制系统中，在工业领域得到了大量应用[1,2]。

为进一步提高控制精度，在实际应用中广泛应用步进电机细分驱动器，细分驱动器一般提供三个输入接口信号，ENA信号为脱机信号（低电平有效），当此输入控制端为低时，电机励磁电流被关断，电机处于脱机自由状态，此信号在大多数应用时一般悬空，DIR信号方向电平信号输入端，高低电平控制电机正/反转，PUL步进脉冲信号输入，每个信号提供两个输入端，内部用光耦实现隔离。

在工业控制中，有很多应用场合需要在上位机控制多个步进电机同时工作，如在水位传感器的初始螺栓位置调整中，为提高工作效率，希望10个步进电机在上位机控制下带动10个传感器同时进行位置调整。

但是上位机一般不能直接连接细分驱动器，通常采用PLC的普通输出端口连接细分驱动器的DIR信号，PLC的脉冲输出端口连接细分驱动器的PUL信号，PLC与上位机之间通过RS485连接。

《基于ARM的伺服控制器研发》

《基于ARM的伺服控制器研发》

《基于ARM的伺服控制器研发》一、引言随着工业自动化水平的不断提高，伺服控制系统在制造业中扮演着越来越重要的角色。

为了满足工业的高精度、高速度和高效率的要求，基于ARM的伺服控制器研发成为了当前研究的热点。

本文将介绍基于ARM的伺服控制器的研发背景、意义、研究现状以及本文的研究内容和方法。

二、研发背景与意义伺服控制系统是一种用于精确控制机械运动位置、速度和加速度的系统。

在制造业中，伺服控制系统广泛应用于各种自动化设备中，如数控机床、机器人、自动化生产线等。

随着工业技术的不断发展，对伺服控制系统的性能要求越来越高。

基于ARM 的伺服控制器具有高性能、低功耗、高集成度等优点，可以有效地提高伺服控制系统的性能，满足工业生产的需求。

三、研究现状目前，国内外对于基于ARM的伺服控制器的研发已经取得了一定的成果。

在硬件方面，研究人员通过优化电路设计、选择高性能的处理器和存储器等措施，提高了伺服控制器的处理速度和精度。

在软件方面，研究人员通过优化算法、改进控制策略等措施，提高了伺服控制器的控制精度和响应速度。

然而，仍存在一些问题和挑战，如如何进一步提高控制精度、如何降低功耗等。

四、研发内容与方法1. 硬件设计基于ARM的伺服控制器硬件设计主要包括处理器选择、电路设计、存储器选择等。

处理器选择要考虑处理速度、功耗和集成度等因素；电路设计要考虑到信号的稳定性和抗干扰能力；存储器选择要考虑到存储容量和读写速度等因素。

此外，还需要考虑散热设计、电源管理等其他因素。

2. 软件设计软件设计是伺服控制器研发的核心部分。

主要包括控制算法的选择和优化、控制策略的制定和实现等。

控制算法的选择要根据实际需求和系统性能要求进行选择，如PID控制算法、模糊控制算法等。

控制策略的制定要考虑系统的稳定性、快速性和精度等因素。

此外，还需要考虑软件的可靠性、易用性和可维护性等因素。

3. 实验与测试实验与测试是验证伺服控制器性能的重要环节。

通过对伺服控制器进行静态和动态实验，测试其性能指标，如响应速度、控制精度、稳定性等。