基于單片機的電機運動控制系統設計

郭嘉勉

摘 要 在現代化工業發展過程中，電動機應用越來越廣泛，對于更好的滿足現代化工業需求，并提升工作效率，實現經濟效益的提升起到了有效的促進作用，而在新的發展形勢下，如何優化電機運動控制系統設計，為工業發展提供更多的動力支持是當前急需解決的重要問題。通過對基于單片機的電機運動控制系統設計進行分析，以期進一步提升現代化工業發展水平。

關鍵詞 單片機 電機運動控制系統 優化設計

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A

運動控制系統主要是通過高性能的控制器，由電力電子功率變化裝置構成的執行機構，從而實現對電動機的良好控制，提升電機運動控制水平，更好的滿足工業發展需求。步進電機是一種能夠將電脈沖信號轉換成轉子轉動角度形式的開環控制電機，通常情況下，步進電機的轉速及轉矩都能夠得到有效控制。那么對于電機運動控制系統的設計該如何呢，這是本文要研究的重點。

1電機運動控制系統概述

步進電機主要是指開環式的控制電機，通常情況下，電機系統主要根據電脈沖信號的強弱及頻率對電機運轉的速度及方向產生控制作用，在此種環境下，即使電機負載增加，也不會對其運行狀態產生影響，從而保證了電機運動控制系統的穩定運行。步進電機工作主要是依靠其對電流產生的感應作用，在供電電路支持的基礎上，將直流電轉變為適合電機運行需求的電力，而僅在這一段特殊的直流電環境下，能夠確保對步進電機實現動態監控，以提升電機運動控制系統的穩定性和可靠性。

2電機運動控制系統原理

基于AT89C51單片機的電機運動控制系統主要包括單片機、復位及晶振三個部門，由此組成了最小的應用系統，通過將其接入到驅動電路系統中，并與電機相連接，則可以保證系統的整體穩定性，在接入電路的文職還能夠感受到相應的脈沖信號，以通過控制面板對單片機下達指令，從而實現整個電機系統的良好控制。

3基于單片機的電機運動控制系統設計

3.1時鐘電路

步進電機的工作運行主要是通過將電脈沖信號轉化成永磁體轉子旋轉角度，在此過程中，時鐘電路所起到的作用就是為系統運行提供穩定的或者處于勻速變化狀態的脈沖信號，如果脈沖信號維持穩定，則步進電機的運轉可以保持勻速進行，如果脈沖信號出現勻速變化的時候，則步進電機會根據脈沖信號發生的頻率變化情況出現加速或者減速的情況，無論是何種工作狀態，其始終能夠維持運行狀態，從而保證了控制系統運行穩定性。

3.2復位電路

電機控制系統在運行開始前基本上都處于初始狀態，也就是靜止的，因此，在CPU內部也存在一個靜止的初始狀態。在此過程中，復位電路對CPU設定產生影響，對其進行有效控制，并將其現行狀態恢復到初始狀態中，以實現將電機運行系統靜止的操作，如果電機控制系統出現故障，也應當對其進行復位處理，以將電機系統回歸到原始的工作狀態，實現電機控制系統的穩定運行。

3.3驅動電路

驅動電路與步進電機控制系統有著密切關系，只有通過驅動電路向電機控制系統不斷的輸入電量，才能夠保證電機控制系統啟動，從而進行運轉工作。在此過程中，一旦驅動電路出現故障，則會導致其無法向電機控制系統傳輸電量，由此使得電機控制系統處于靜止狀態，嚴重影響到其工作效率，因此，對于驅動電路應當進行定期的檢查與維護，以保證電機控制系統能夠隨時啟動，提升工作效率。

3.4按鍵控制電路

在電機控制系統進行正常工作的過程中，步進電機需要通過外界的控制才能夠對電機控制系統各部件的工作狀態進行控制，通過應用按鍵控制電路，將其變成向步進電機下達指令的輸入端，然后對步進電機上的按鍵進行操作，以對電機控制系統運行進行控制，從而改變電機工作狀態，確保其工作效率的提升。

通過對電機控制系統的各個部件進行分析，從而明確了電機控制系統的運行，那么在何種情況下才能夠保證電機控制系統維持穩定，并及時完成各項工作狀態呢？

根據上述分析可以得出，通過對單片機進行編程處理，設計固定的電機運動系統按鍵，如果電機系統能夠正常運行，則按其中的一個鍵，如果CPU下達的指令能夠按照正常狀態輸出脈沖信號，則按下另一個鍵，以此進行各個電機控制系統運行狀態的區分。針對不同工作狀態的電機控制系統，可以通過單片機下達不同的工作指令，從而實現整個電機控制系統的基本設計，并滿足電機運行需求。此外，在實際的生產加工過程中，對于電機運動控制系統的應用還應當充分考慮實際需求，對電機控制系統進行適當的改進和優化設計，以確保電機控制系統的穩定運行，并提升其動態監測可靠性。

4結束語

電機運動控制系統通過AT89C51單片機實現工作狀態控制，不僅能夠提升系統運轉速度，而且操作起來較為簡單，大大提升了系統運行數據信息的準確性，也降低了工業生產成本費用，能夠更好的滿足工業化生產需求。因此，在未來的發展過程中，我們應當加強電機運動控制系統研究，并不斷改進優化，以提升其工作性能，更好的為現代化工業發展服務，推動我國社會主義現代化建設的持續進步。

參考文獻

[1] 李強.基于單片機的步進電機控制系統設計與實現[J].儀器儀表用戶，2011（04）.

[2] 逄啟壽，劉本輝，馮羽生，等.基于步進數字式閉環控制的流量控制系統[J].機械工程與自動化，2012（03）.

[3] 楊宏，李國輝.基于Proteus與單片機的步進電機控制設計[J].現代電子技術，2010（05）.

[4] 李曉貞，王福志，王忠舉，等.基于單片機的步進電機調速研究[J].農業裝備與車輛工程，2013（05）.