AT89S52单片机LabVIEW的步进电机状态控制(2)

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图1.1 步进电机图片

步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。步进电机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面比传统的闭环控制直流伺服电动机有较好的性能。步进电机的控制精度随着发展在不断提高，而且在很多场合可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。

步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。它最大的应用是在数控机床的制造中，由于步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床执行元件。随着步进电动机技术的发展，步进电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为了不可替代的执行元件。如步进电动机用作数控铣床进给伺服机构的驱动电动机，在这个应用中，步进电动机可以同时完成两个工作，一是传递转矩，二是传递信息。步进电机也可以作为数控蜗杆砂轮磨边机同步系统的驱动电动机。除了在数控机床上的应用，步进电机也可以并用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在工业器材，工业生产装备，复印件，速印机，银行自动柜员机和绘图仪中。源:自'751.·论,文;网·www.751com.cn/

传统的步进电机控制系统用PLC或单片机来控制步进电机,由于电路较为复杂,硬件连接后不易调整、灵活性差, 而且编程也比较难，不能实时地满足用户对控制系统的要求，非专业技术人员不易掌握。因此，传统的步进电机系统具有很大的局限性。针对步进电机传统控制电路的不足，本文利用虚拟仪器技术设计了虚拟步进电机控制系统。图1.2为LabVIEW运行界面。

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LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发。开发环境类似于C语言的开发环境。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，有一个完成任何编程任务的通用的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。用户可以基于对LabVIEW软件比较熟悉的前提下根据自己的需要设计相应的程序以实现相应的功能，以达到设计自己需要的仪器的目的，本系统方案拟用LabVIEW软件结合单片机对步进电机进行转速和转角的控制，并且将数据实时显示，以取得良好的控制效果。与传统方法比，具有成本低，操作方便等优点。本设计控制的电机是四相五线制的步进电机，此方法也适用于其他类型的步进电机。

1.2主要研究内容

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元件，在工农业生产、国防等领域得到广泛应用。步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成的控制系统才能够有效工作。针对步进电机传统控制电路的不足，本文利用虚拟仪器技术设计了虚拟步进电机控制系统。由虚拟仪器接合单片机实现对步进电机的控制，使用AT89S52单片机接收上位机的控制信号，进而改变控制步进电机的脉冲信号，由驱动模块实现步进电机的控制，以调节电机转速与转动方向。文章详细介绍了系统硬件与软件的设计方法，完成了系统的调试，最终的结果表明，设计的系统能够较好实现对步进电机状态的控制，且系统具有控制灵活、人机交互性方便等特点。