1、基于基于LabVIEWLabVIEW的步進電機控制的步進電機控制時間：2012060811:58:30來源：現(xiàn)代電子技術作者：莊瑞榮，吳先球摘要：為了實現(xiàn)PC機對步進電機的自動調節(jié)，設計了基于虛擬儀器技術的步進電機控制方案。系統(tǒng)采用L298N芯片進行驅動，以LabVIEW作為開發(fā)平臺，并通過串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。結果顯示，該系統(tǒng)能夠很方便地實現(xiàn)步進電機的轉速轉向控制，而且利用虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW編寫上位機程序，具有編程簡單，控制界

2、面友好，程序可移植性強的特點。關鍵詞：步進電機；串口；LabVIEW；VISA步進電機是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件。它在在工業(yè)自動化控制、數(shù)控機床、機器人等領域有著廣泛的應用。在遠程實驗系統(tǒng)中，經常有需要利用步進電機對一些旋鈕、位置等進行自動調節(jié)。本文設計了基于虛擬儀器技術的步進電機控制方案。該方案采用虛擬儀器控制步進電機，編程簡單，界面友好，易于更改程序功能，控制靈活性得到了提高。1步進電機工作原理步進電機按其力矩

3、產生原理可以分為反應式、永磁式和混合式幾種。本文采用的是反應式二相四線步進電機，定子有兩個線圈繞組，設其中一個線圈繞組為A相，另一個線圈繞組為B相。當給A相繞組通電時，該繞組即產生磁場，轉子齒與A相繞組各齒對齊；當給B相繞組通電時，轉子齒將與B相繞組各齒對齊，這樣，轉子就旋轉了一個角度。依次給A相、B相繞組通電，就可以實現(xiàn)步進電機的旋轉，改變通電的順序(即先給B相繞組通電，再給A相繞組通電)就可以改變電機旋轉的方向。另外，由于步進電機是

4、由脈沖信號進行控制的，給電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉一步。兩個脈沖的時間間隔越短，步進電機就轉得越快。調整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調速。2步進電機控制硬件電路21串行接口電路串行接口電路由RS232串行接口、MAX232芯片和AT89S51單片機三部分構成。其中，RS232串行接口用于連接PC的RS232串行接口，MAX232芯片用于銜接RS232串行接口與AT89S51單片機，實現(xiàn)單片機輸入

5、／輸出的串口信息到PC的串行接口信息的轉換，即AT89S51單片機信號的TTL電平到RS232電平的轉換，從而實現(xiàn)二者之間電氣特性上的兼容。具體串行接口硬件電路如圖1所示。需改變輸入端的邏輯電平。同時，為了避免電機對單片機的干擾，在驅動電路中加入光耦TPL521，進行光電隔離，從而使系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作。具體驅動電路如圖2所示。3步進電機控制程序設計31下位機程序設計單片機接口程序采用C51語言編寫。程序中，定義了數(shù)組table1和ta

6、ble2，用來存儲脈沖信號對應的數(shù)據(jù)；并定義了一個控制轉向的指針controlmode，為該指針賦予不同的值，電機便實現(xiàn)正反轉功能。另外，程序中還定義一個速度控制變量mode，通過PC機發(fā)送命令字改變速度控制變量的值便可以實現(xiàn)轉速的控制。在main函數(shù)部分，先調用“串口初始化程序”，再調用“控制命令字判斷程序”以實現(xiàn)電機的速度和轉向控制。main函數(shù)的最后部分將單片機收到的命令字返回給PC機，方便觀察者查看通信的情況。下面給出main函

7、數(shù)及控制變量的程序段。32上位機程序設計單片機PC的通信是通過單片機的串口和PC串口之間的硬件連接實現(xiàn)的。由于LabVIEW軟件簡潔直觀，功能強大靈活，該設計采用LabVIEW編寫上位機的控制程序。程序編寫涉及VISA，它的實質是一個標準的I／O函數(shù)庫。這些庫函數(shù)用于編寫儀器的驅動程序，完成計算機與儀器間的命令和數(shù)據(jù)傳輸，以實現(xiàn)對儀器的程控。在LabVIEW里使用VISA，必須安裝NIVISA程序包，安裝后，與串口通信相關的VISA函數(shù)