1、 - 1 - - 1 - 中文 3126 字 基于单片机的步进电机控制流水线设计 凌希裴 ，陈鹏，靖国， 李燕 文 210042 江苏南京 ， 南京师范大学 ， 电气与自动化工程学院 电子邮件： ， c.peng 摘要 ： 通过采用电子化和智能化技术，本文实现了力学和电子产品流水线包装控制的有效整合。要达到这个目的，步进电机是由一个单片微型计算机（ SCM）式STC89C516RD+的控制。一旦 LJ-JT02 的光电开关型检测产品合格，信号给出了以供应链管理为指导的步进电机。此外，剪刀用于切断包装 带，这是由 HRS4H-S-DC5V的继电器类型实现。实验结果表明，上述设计的有效性。 关键
2、词 ： 单片机（ SCM） ； 步进电机 ； 驱动芯片 ； 接力 1 引言 在 20 世纪 50 年代到 70 年代，随着电子和合成化学品的快速发展， 对用 合成材料作为包装材料的一系列新的包装技术和设备 有很大的影响 。例如 ， 有高速自动包装机的机电一体化， 容易操作的 多功能包装机 和 高生产率 的 自动包装机。这些机器使包装机械行业 成为被 看好的机械制造行业。虽然早在 20 世纪 50 年代中期 就 已经有一些包装机械厂 出现 在中国， 然而 生产率很低。在改革开放之初，许多食品机械和 包装机械被介绍到中国，极大地促进了行业 发展 。 20 世纪 80 年代后期，国民经济的快速发展
3、对 包装机的需求量很大。而与此同时，很多传统 的 用于 生产 农业机械 的工厂 ，开始生产包装机械。在 1997 年底，包装机械制造厂的数目已增至 1600 个左右 ，并有大约75 个研究机构从事包装机械的研究和开发。更重要的是，大约有 21 所高校 引入 关 于包装机械 的专业 。 因此 ，该行业在中国 不仅要推进 ， 还 应进一步提高。 未来具有微电脑和机电一体化的 包装机械将呈现 增长的趋势。一个完整的机电一 - 2 - 体化系统是一个系统集成 multidisciplines， 如机械 、 微 电子计算机和传感器。它带来了深刻的变化， 通过 设计 、 制造和包装机械的控制和改变 ind
4、ustry.In 来达到 更快速地开发 。 事情应该 这样 做才能提高包装机械，机电一体化，产品的可靠性和稳定性的水平，因此，现代包装产业将 会进一步得到 改善。 在这项工作中，我们 在 模拟包装流水线的基础上 ， 由单片机 驱动 步进电机控制。首先我们介绍的 是 硬件电路的整体设计和硬件的主要连接，然后描述了软件设计和编程 过程 ，最后我们证明了产品设计实验的可行性，以及 对 包装机械 未来的展望 。 2 硬件电路设计 2.1 总体电路设计 为了便于实验， 用剪刀和发 光二极管代替部分由 步进电机 控制 的 器 件 。 当发光二极管 发 光，这意味着相应的端口输出高电平。 如果 他们不 亮
5、，这意味着相应的端口输出低电平。一种光电开关被安装在传送带上 ， 如果没有产品通过时，光电开关的红外线接收器和发射设备被关闭，并且输出为高电平。如果某些对象被传递，红外线被中断，它会立即输出一个负脉冲。一旦单片机的输入端口检测 到 光电开关传输的负脉冲，单片机的输出端会产生由程序控制的特殊电平，传输到驱动芯片，使步进电机工作。当包装的时间到了，单片机输出脉冲信号 给 继电器，使剪刀接近，切断包装带。在这之 后，剪刀再次打开， 等待下一次的行动。 2.2 主要组件 2.2.1 步进电机 步进电机是一台 将 电脉冲信号转变为角位移或线位移 的机器 。步进电机可以作为一个特殊的电机，用于控制其他机器
6、 。 因为其误差将不会被累积 ，所以 被广泛应用于各种开环 控制电路 。 2.2.2 STC89C516RD+ SCM 是单片微型计算机的缩写，其也被称为微控制器。它是一种半导体芯片，集成了 CPU， ROM， RAM， I / O 接口，定时器 /计数器，中断系统和其他一些部件 - 3 - - 3 - 于一身 ，构成了一个完整的数字计算机。目前 该 供应链管理已成功应用于智能仪表，机电设备，过程控 制，数据处理，自动检测，家用电器和其他一些领域。在本设计中，我们使用了宏景科技公司生产 STC89C516RD+。 STC89C516RD+的 工作电压 为 5V，工作 频率 范围为 0-80MH
7、z，其实际的工作频率 一般为 48MHZ。 2.2.3 L297 为了简化 外围 电路，在此设计中，我们采用步进电机驱动芯片 L297 来驱动它。 L297 是步进电机 的 一个专用控制器。它 不仅 可以生成四个控制信号 ，还 可以控制两相双极和四相单极步进电机。 L297 为 20 引脚塑料双列直插 器件 。 2.2.4 继电器 一 个 中继被称为一个开 关 ， 它关闭 时可 在特殊条件下打开。继电器的开关特性已被广泛应用于控制系统，尤其是在离散控制系统。在这个设计中，我们选择电压继电器 HRS4H-S-DC5V， 这是常用的电路保护器件 ，它可以提供 过压保护 和 低压闭锁。 HRS4H-
8、S-DC5V 的施加电压为 5V，它的吸合电压 为 3.75V。 2.3 主设备的 连接 2.3.1 单片机与 L297 之间的连接 步进电机驱动芯片 L297，它只需要输入的时钟，方向和模式信号是有效的。因此，在软件编程的过程中，应该做的唯一一件事就是从单片机的 P1.1 口产生高低电平交替的脉 冲。与此同时，根据控制转向和模式，使 P1.3 和 P1.4 端口都设置为高级或符合要求的状态。 理论上 P1.3 和 L297 可以直接连接，但实际上微控制器的负荷使 P1 口的输出电压低且不稳定。系统不能识别的高低电压之间的过渡，因而 P1.1 不能输出理想的脉冲到 L297。为了解决这个问题，我们使用电压跟随器来连接单片机的输出端口。它们可以维持和稳定电压。电压跟随器具有良好的抗干扰性，并且可以稳定地输出，因此它可以使电压达到其驱动电路的标准。
