基于单片机五轴系统开发方案

姜海林 淮阴工学院 223003

【文章摘要】

本论文研制的产品主要是用于控制五轴运动的单片机系统，5 轴对应的分别为5 个步进电机，可以实现分别控制的目的，也可以实现5 轴以下的控制。

【关键词】

单片机；五轴；控制

【Abstract】

This paper developed the product is mainly usedto control the five axis movement of the singlechip microcomputer system, 5 axis correspondingfive stepper motors, respectively, can achievethe goal of each control, also can realize fiveaxis under control.

【Key words】

single chip microcomputer；five axis ；control

0 前言

目前基于单片机开发的系统比较多，由于其价格低廉，使用方便也受到广大研发者的欢迎。本产品用于5 台步进电机的控制，可以实现同时及分时控制。步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。

1 主要组成及工作

步进电机是本次设计的最重要组成部分。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。它具有高精度的定位、位置及速度控制、具定位保持力、动作灵敏、开回路控制不必依赖传感器定位、中低速时具备高转矩、高信赖性、小型、高功率等特征，使其具有广泛的应用。

带LED 显示单片机、步进电机、对应步进电机的驱动器、各种电器原件。利用现有单片机面板设计控制面板，主要功能包括显示页面的上下选择键、设置按钮、手动功能、自动功能以及帮助功能、冷却等功能。然后通过单片机连接驱动器，控制步进电机实现旋转运动。在电机的控制中，可加入步进电机的联动功能，实现两轴联动的目的。

2 设计流程图

如图1 为设计流程图。图1 设计流程简图

3 所需设备器材

本产品采用晶振频率为12MHZ 的51 单片机（AT89C51）。步进电机为86 电机，相数为两项，步距角为1.8o，机座尺寸88*86MM，主要特性低噪音，大扭矩，低震动。步进电机驱动器为DMC22C 系列驱动器。如图所示图1 为单片机系统，图2 为步进电机驱动器，图3 为设计所使用的步进电机。图2 单片机图3 驱动器图4 步进电机

4 步进电机与驱动电机的连接方法步进电机主要实现的动作为正转和反转，当然可以通过单片机程序的控制，实现电机的准确旋转，定时定速甚至精确的角度。图5 步进电机去驱动器连接图

5 控制过程

单片机控制系统接24V 直流电源，步进电机驱动器接220V 交流电源。接通电源后，根据预先写入的程序，同时控制五台步进电机的转动，如若需要控制其他的动作，可以通过步进电机连接相应的机构设备。

【参考文献】

[1] 焦继业. 单片机嵌入式TCP/IP 协议的研究与实现[D]. 西安科技大学,2003

[2] 张发海. 基于单片机STC89C52 的LED 数码管温度显示及报警器的实现[J]. 科技信息,2009,35:87-88

[3] 孙源文. 基于单片机的直流电机控制[J].科技信息,2010,35:1154-1155

【作者简介】

姜海林（1983-）江苏淮安人，硕士，讲师，技师。现在淮阴工学院机械工程学院任教。主要从事数控方向研究