步進電機的加減速控制設計
摘要：采用直線規律的升降速，削定時器控制發出脈沖的時間間隔，采用查表和計算相結合的方法實現了步進電機的升降速過程的控制。本系統采用以單片機為核心對步進電機進行的開環控制。由各個功能鍵控制系統的運行，按啟動鍵后，步進電機按照輸入的步數進行走步；如在運行期間按停It鍵，則步進電機停止運行。細分驅動技術是一種能有效改善步進電機低頻特性和提高步進精度的驅動技術，廣泛應用于對工況要求較高的場合，尤其在一些要求高精度、低噪音、低振動的系統。
關鍵詞：步進電機；單片機；速度控制；細分控制
O引言
步進電動機具有快速起、停，精度高和能夠直接接收數字信號等特點，目前步進電動機已廣泛應用在數控機床、軋鋼機、軍事工業、鐘表工業以及自動記錄儀表等領域。正因為步進電動機
的廣一泛應用，對步進電動機的控制的研究也越來越多。其中，對步進電動機的運行速度控制的研究是重點研究內容之一。步進電動機是離散型自動化執行元件，它在系統中可實現的功能有：變換脈沖數為轉軸的角位移；起電磁制動化、電磁差分器、電磁減速器和角位移發生器等作用。在負載的情況下，電動機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影啊，它將電脈沖信號轉變成角位移，即給電動機加…個脈沖信號，電動機則轉過一個步距角，因此適合單片機控制。采用單片機控制步進電動機具有功能強且價格低的優點，為步進電動機控制器提供了強有力的設計方案。
1步進電機的速度控制和加減速控制
1 1步進電機的速度控制
控制步進電機的運行速度，實際上就是控制系統發出cP脈沖的頻率或者換相的周期。系統可用兩種辦法確定cP脈沖的周期一種是延時，另一種是定時器。
(1)延時方法
這種方法是在每次換相之后，調用一個延時子程序，待延時結束后再次執行換相子程序，這樣周而復始，即可發出定頻率的cP脈沖或換相周期。延時子程序的延時時間與換相子程序所
用時間的和，即是cP脈沖的周期。這種方法的優點是程序簡單，占用片內資源少，全部由軟件實現。調用不同的子程序，就可以實現不同速度運行。缺點是占用cPu時間太多，不能在運行
中處理其他的工作。顯然，這種方法雖然簡單，但也只能用于較簡單的控制過程。
(2)定時器方法
8051芯片內部有2個定時器，都是可編程的。利用定時器的定時功能可以產生任意周期的定時信號，從而可方便地控制系統輸出cP脈沖的周期。
805l芯片內部的定時器TIMEjR0及TIMERl都是16位定時器，當定時器啟動后，定時器從裝載的處置開始對系統機器周期進行加計數，當汁數值產生溢出時，即從FFFFH變為0000t{時，定時器產生中斷信號，中止主程序的執行，系統轉為執行定時器中斷子程序。我們將電機換相子程序放在定時器中斷服務程序中，則定時器中斷一次，電機就換相一次，從而實現對電機的速度控制。
這種定時程序只能產生不精確的定時。這是由于從定時器裝載完重新啟動開始至定時器申請中斷結束共經過1000個機器刷期，而從申請中斷到系統響應中斷，再到中斷服務程序中對定時
器進行裝載都要花費一定得時間，這個時間形成附加的延時，導致電機運行速度與設定值不符。為實現精確定時，應將上述時間都計算在內。為此，應將定時器TLO與TH0兩字節中已經汁入
的機器周期加在裝載值的補碼上。同時，在裝載過程中需要停定時器，裝載結束后再開定時器，實際的裝載值也應把這段時間計算在內。
1 2步進電機的加減速控制
步進電機驅動執行機構從爿點到B點移動時，要經歷升速、恒速和減速過程。如果啟動時次將速度升到給定速度，由于啟動頻率超過極限啟動頻率兀，步進電機要發生失步現象，因此會造
成不能正常啟動。如果到終點時突然停下來，由于慣性作用，步進電機會發生過沖現象．會造成位置精度降低，如果非常緩慢的升降速，步進電機雖然不會產生失步和過沖現象，但影響了執行機構的工作效率。所以，對步進
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