电子设计竞赛电机驱动.docVIP

电机控制实验 实验人员：王冠华 孙宏亮 张俊 实验器材： 减速步进电机 一台 MSP430单片机系统 一套 PC 一台 丁字线、杜邦线 若干 UAF2003 一个 光电池 一个 小灯泡 一个 实验原理： 电机是测控系统中的重要组成部分，因此，要想学好测控系统，必须掌握控制电机。电子设计实验中常见的电机有两种，直流电机和步进电机。其中的步进电机，因为精度高、控制简便，得到了广泛应用。 步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 控制步进电机需要驱动电路，此电路可以自行搭建，也可以使用现有的芯片。在这里，选用UAF2003。当驱动电路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（及步进角）。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；同时也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。最常见的步进电机控制脉冲时序为A-AB-B-BC-C-CD-D-DA，称为四相八拍。此外，还有两相、三相、五相等方式。 步进电机 光电池 光电池是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。一般情况下，产生的电动势与接收的光强正相关。因此，光电池是理想的光源识别元件。 实验目的： 在90°的范围内，确定光源的方向。 详细要求：先固定一个角度作为起始角，然后在角度不超过90°，距离不超过80cm的范围内任意放置一个小灯泡。利用电机和光电池扫描探测范围，确定小灯泡的角度。 实验过程： 1.电机的选择 本次试验使用步进电机，而非直流电机。与老师交流后整理出原因为：直流电机的控制较难，而本次实验对电机控制要求较高。使用直流电机，会因为电机一直在转动而影响采样，如果转速过快，其精度是不能接受的。如果使用步进电机，则可以方便地在任意角度停止，等采样完毕后，再继续转动。 2.脉冲的产生 本次实验使用MSP430产生脉冲。用IAR开发平台编程如下： #include msp430x42x0.h void delay(int); void main(void) { volatile unsigned int i; // Use volatile to prevent removal // by compiler optimization WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD; FLL_CTL0 |= XCAP14PF; for (i = 0; i 10000; i++); // Delay for 32 kHz crystal to stabilize P1DIR |= 0x0f; for(i=0;i128;i++) { P1OUT=0x01;//A delay(4000); P1OUT=0x03;//AB delay(4000); P1OUT=0x02;//B delay(4000); P1OUT=0x06;//BC delay(4000); P1OUT=0x04;//C delay(4000); P1OUT=0X0C;//CD delay(4000); P1OUT=0X08;//D delay(4000); P1OUT=0X09;//DA delay(4000); } } void delay(int a) { for(int i=0;ia;i++){ } } 将MSP430的P1.1,2,3,4 四个端口分别与UAF2003的ABCD四个端口相连，再把UAF2003的输出接至步进