基于細(xì)分驅(qū)動(dòng)的船用儀表步進(jìn)電機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)
1 步進(jìn)電機(jī)式船用儀表的總體設(shè)計(jì)方案
步進(jìn)電機(jī)式船用儀表總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,本設(shè)計(jì)采用帶有LCD顯示模塊的PIC核的單片機(jī)作為控制器,采用RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)數(shù)據(jù)線和指令線分離,即所謂哈佛結(jié)構(gòu)。這使得取指令和取數(shù)據(jù)可同時(shí)進(jìn)行,且由于一般指令線寬于數(shù)據(jù)線,使其指令較同類CISC單片機(jī)指令包含更多的處理信息,執(zhí)行效率更高,速度亦更快。同時(shí),這種單片機(jī)指令多為單字節(jié),程序存儲(chǔ)器的空間利用率大大提高,有利于實(shí)現(xiàn)超小型化。屬于CISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)有Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺(tái)灣Winbond(華邦)W78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列等;屬于RISC結(jié)構(gòu)的有Intel8051系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韓國三星公司的KS57C系列4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的EM-78系列等。
2 步進(jìn)電機(jī)組合電阻式細(xì)分驅(qū)動(dòng)的硬件設(shè)計(jì)
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式有專用芯片法和PWM脈寬調(diào)制法。專用芯片法采用硬件的方法實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng),容易實(shí)現(xiàn),但成本較高。PWM脈寬調(diào)制法采用PWM脈沖直接對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),采用軟件的方式實(shí)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)硬件成本較低,但需要多路PWM模塊,對(duì)單片機(jī)的選型要求較高。因此綜合成本和實(shí)用性兩方面的因素考慮后,本設(shè)計(jì)提出一種基于組合電阻式的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)方法,該驅(qū)動(dòng)方式的硬件為3個(gè)電阻的組合,成本低,原理簡單,易實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論