内容发布更新时间 : 2024/5/4 1:02:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

目录

一、 项目设计需求分析.............................................................................................. 1

（一） 课题的背景与意义................................................................................... 1 （二）任务设计的要求......................................................................................... 1 二、系统硬件设计........................................................................................................ 1

(一)主控模块的介绍............................................................................................. 2 (二)显示模块的介绍............................................................................................. 6 (三)驱动模块的介绍............................................................................................. 8 (四)电机模块的介绍........................................................................................... 10 三、系统软件设计...................................................................................................... 12

（一）程序设计流程图....................................................................................... 12 （二）电机加速部分........................................................................................... 13 （三）电机减速部分........................................................................................... 13 四、系统的调试.......................................................................................................... 14

（一）系统硬件调试........................................................................................... 14 （二）系统软件调试........................................................................................... 14 五、总结...................................................................................................................... 15 参考文献...................................................................................................................... 15 附录.............................................................................................................................. 16

附录1控制模块原理图....................................................................................... 16 附录2控制模块PCB图....................................................................................... 16 附录3调速驱动模块原理图............................................................................... 17

多轴电机传动系统设计

（电子信息工程技术专业电信13（2）班，闫宝成）

摘要：多轴电机传动系统是运动控制研究领域的重要课题之一，可应用于

纺织、自动仪表车床、自动化设备等制造和生产过程自动化控制系统中。本文用单片机技术设计了多轴电机转动系统。该系统由控制模块、驱动模块、电机模块、显示模块组成。控制模块输出电机选择信号和电机运行速度信号给驱动模块，驱动模块驱动被选择电机按要求的速度运转，同时显示模块实时显示电机编号和转速。该系统大大的提高了生产效率，可以更好的控制流水线。

关键词： STC89C52RC单片机；PCF8591数模转换器；5110LCD显示；24V/30W

直流电机

一、项目设计需求分析

（一）课题的背景与意义

随着工业化的快速发展，企业的规模在日益扩大，同时伴随着生产流水线加长，传统的工业管理控制系统已经不能满足要求。一方面按照原有的生产管理模式会增加生产成本，另一方面人手的增多不便于工业的管理。这就需要一种新的模式来解决问题，多轴电机传动系统正好可以满足工业化发展的要求。 （二）任务设计的要求

用单片机作为主控模块设计的多轴电子转动系统需要实现以下要求： 1. 该系统使用5个直流电机，可以选择运行任意电机。 2. 运行电机可以加速，也可以减速。 3. 需要实时显示运行电机编号和转速。

二、系统硬件设计

图1系统设计框图

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多轴电机传动系统由控制模块、驱动模块、显示模块及电机模块构成。系统设计框图如图1所示。电脑传输程序到单片机中，由单片机的串口通讯部分接受到数据，单片机通过接受到数据后对数据进行数字化处理，单片机将处理好的数字量发送给驱动模块，通过PCF8591将单片机中的数字信号处理成模拟信号，PWM波即三角波将会产生不同的占空比，从而控制电机的转动，显示模块将电机的编号、转速显示出来，这样可以很直观的看到电机的转速及电机的编号，可以更好的控制电机运行，实现多轴电机传动系统。 (一)主控模块的介绍

主控模块主要由单片机、复位电路、晶振电路、及电源、通讯电路、按键，接口部分组成，单片机主要选用STC89C52RC，复位电路主要有一个按键和两个电阻（1K、10K）一个电容（10UF）组成；时钟电路主要由晶振11.0592，加两个电容（22PF）组成；电源电路由电源座加电源开关LED灯和1K电阻组成；通讯电路选用MAX232与五个电容组成；接口主要由4*2插针组成；按键是由3个按键组成，控制加速、减速、电机编号功能。

1.STC89C52单片机

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

1.1 STC89C52的主要特性

a. 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051

b. 工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）

c. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz d. 用户应用程序空间为8K 字节 e. 片上集成512 字节RAM

f. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻

g. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片

h. 具有EEPROM 功能 i. 具有看门狗功能

j. 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2

k. 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒

l. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART

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