Ю. Д. ДУБРОВИН, Д. Е. МАНУХИН
Научный руководитель – И. М. КОЛЬЦОВ, к. т.н., доцент
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Представлены две реализации микропроцессорного модуля управления шаговыми двигателями.
На кафедре автоматики МИФИ на основе восьмиразрядной однокристальной микроЭВМ АT89С51 (семейство MCS-51) разработаны два микропроцессорных модуля управления шаговым двигателем ШД (МП МУШД) [1-2].
Первый микропроцессорный модуль обладает следующими характеристиками: количество двигателей – 3; двигатель-ШДР-711; количество датчиков – 8; диапазон напряжений на аналоговых входах - ±5в; интерфейс пользователя – светодиодный индикатор и клавиатура; управления от IBM-PC осуществляется через последовательный порт; существует возможность изменения скорости и направления вращения двигателей.
Второй имеет модульную структуру, включающую в себя пять законченных блоков: усилитель управляющих фазовых импульсов шагового двигателя; блока управления; АЦП (К1113ПВ1); интерфейсного блока и блока питания. Блок управления собран на базе микроконтроллера AT89C51. Интерфейсный блок решает задачу согласования блока управления с персональным компьютером. Обмен данными между блоком управления и компьютером производится через параллельный порт, с помощью специально разработанного протокола обмена.
Существенным отличием двух микропроцессорных модулей друг от друга является различие в интерфейсах связи с IBM-PC. Передача данных через параллельный интерфейс, в отличие от последовательного позволяет повысить скорость передачи данных в обоих направлениях (модуль – компьютер).
Программы микроконтроллеров написаны на языке ассемблер. Основными задачами программы являются прием команд, посылаемых с компьютера, генерирование последовательности управляющих фазовых импульсов шагового двигателя (несколько режимов), управление и считывание данных с АЦП, проверка датчиков ограничения (концевых выключателей), передача результата выполнения функций и данных с АЦП.
Программное обеспечение состоит из набора функций, написанных на языке С++, задающих режимы работы блока управления, и выполняющихся в DOS сессии WIN 9x.
Программно-аппаратный комплексы позволяет производить инициализацию блока управления; измерение сигнала с входа АЦП; генерирование последовательности фазовых импульсов управления шаговым двигателем; передачу данных на компьютер через последовательный (RS-232)/ параллельный интерфейс; перемещение на подвижной платформе координатно-чувствительный датчик.
Разработанные модули имеют широкое применение. В частности, их можно использовать для сканирования интерференционной картины, получаемой с помощью интерферометра Фабри-Перо, в распределенной САУ для съема и обработки интерференционной картины [3]. Управление осуществляться удаленно по средствам клиент серверного взаимодействия. Роль посредника в процессе управления берет на себя сервер, который организует централизованный доступ клиентов к ШД. Особенностью удаленного управления является тот факт, что оно может осуществляться через Internet-броузер, т. к. программное обеспечение клиентов написано на языке Java.
Разработанные модули позволяют, в зависимости от сигналов компьютера, генерировать различные последовательности импульсов, посылаемых на ШД, варьируя режим вращения двигателя; передвигать платформы с датчиками в определённых интервалах, ограниченных концевыми выключателями, снимая данные об интенсивности лазерного излучения с КЧД, оцифровывать и передавать их на компьютер.
Разработанные микропроцессорные модули управления шаговым двигателем используются на кафедре Автоматики в лабораторный работах для обучения студентов старших курсов по курсам АСНИИ и АЭФУ.
Список литературы
1. , , // Микропроцессорная САУ шаговым двигателем. // Научная сессия МИФИ-2000. Сб. науч. тр. В 13 т. М.: МИФИ, 2000. Т. 1.С.16.
2. , Коновалов измерения длины волны излучения лазера на базе лабораторного стенда. // Научная сессия МИФИ-2004. Сб. науч. тр. В 15 т. М.: МИФИ, 2004. Т. 15. С. 13-14.
