本發(fā)明涉及一種基于VB和串行通信的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

步進(jìn)電機(jī)是將輸入的電脈沖數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線(xiàn)位移的伺服電動(dòng)機(jī)，具有控制方便、體積小、可快速起動(dòng)和停止的特點(diǎn)，其驅(qū)動(dòng)速度和指令脈沖能?chē)?yán)格同步，具有較高的重復(fù)定位精度，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和平滑速度調(diào)節(jié)，其運(yùn)行速度和步距也不受電源電壓波動(dòng)及負(fù)載的影響，誤差不長(zhǎng)期積累，控制性能好。由于步進(jìn)電機(jī)具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以它在儀器儀表、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、紡織、輕工、石油、郵電、冶金和化工等行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及各種單片機(jī)的迅速發(fā)展和普及，為設(shè)計(jì)功能強(qiáng)、價(jià)格低的步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器提供了先進(jìn)的技術(shù)和充足的資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于VB和串行通信的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，利用VisualBasic6.0提供的串口通信控件MSComm實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路之間的數(shù)據(jù)通訊，并最終實(shí)現(xiàn)由PC機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)。該系統(tǒng)能夠較好地控制步進(jìn)電機(jī)，控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且有友好的人機(jī)交互界面。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)硬件主要包括PC機(jī)、單片機(jī)、直流電源、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)，在圖像采集過(guò)程中需要對(duì)滑臺(tái)進(jìn)行控制，控制命令由PC機(jī)通過(guò)用VB編寫(xiě)的人機(jī)界面經(jīng)串行通信口傳送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)命令向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。

所述控制系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)為兩相步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器選用SD-2H044MA，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)只需要輸出脈沖信號(hào)PLUS、轉(zhuǎn)向信號(hào)DIR和使能信號(hào)ENBL即可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。

所述PC機(jī)與單片機(jī)之間采用串行通訊方式，由于PC機(jī)串口電平邏輯是RS-232C電平，而STC89C52RC串口電平邏輯是TTL電平，因此二者不能直接相連接，故需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。在該系統(tǒng)中，選用了MAX232作為電平轉(zhuǎn)換的器件。通過(guò)MAX232轉(zhuǎn)換出來(lái)的RS-232C串行信號(hào)再連至DB9插座與外部PC連接，便可建立RS-232C的通訊接口。

所述控制系統(tǒng)利用單片機(jī)的P2口的3個(gè)引腳P2.0、P2.1、P2.2，分別輸出脈沖、轉(zhuǎn)向和使能信號(hào)，送入到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)需要提供單片機(jī)需要的5VDC電源和驅(qū)動(dòng)器需要的24VDC電源，采用系統(tǒng)計(jì)算機(jī)USB13輸出的+5VDC電源給單片機(jī)供電，用一個(gè)開(kāi)關(guān)電源給驅(qū)動(dòng)器供電。

在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)所要求的功能，在PC機(jī)上利用VisualBasic6.0編寫(xiě)人機(jī)交互界面，輸入步進(jìn)電機(jī)的速度信號(hào)、轉(zhuǎn)向和步進(jìn)電機(jī)所帶動(dòng)的檢測(cè)盒的行程。這些指令參數(shù)由串口傳送給單片機(jī)，單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖和方向信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向及行程。軟件部分由PC中的基于VisualBasic6.0的上位機(jī)程序和單片機(jī)中的步進(jìn)電機(jī)控制程序兩大模塊組成。人機(jī)界面模塊作為參數(shù)輸入及控制模塊，實(shí)現(xiàn)通過(guò)PC機(jī)向單片機(jī)輸送參數(shù)及控制指令。根據(jù)功能要求，在此界面的文本控件中可輸入檢測(cè)盒的運(yùn)行行程，通過(guò)改變滑動(dòng)條滑塊改變速度，運(yùn)行過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)暫停，另外能夠控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果是：利用VisualBasic6.0提供的串口通信控件MSComm實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路之間的數(shù)據(jù)通訊，并最終實(shí)現(xiàn)由PC機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)。該系統(tǒng)能夠較好地控制步進(jìn)電機(jī)，控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且有友好的人機(jī)交互界面。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的連接圖。

圖3是本發(fā)明的單片機(jī)的串口通信電路圖。

圖4是本發(fā)明的控制信號(hào)輸出電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，控制系統(tǒng)硬件主要包括PC機(jī)、單片機(jī)、直流電源、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)，在圖像采集過(guò)程中需要對(duì)滑臺(tái)進(jìn)行控制，控制命令由PC機(jī)通過(guò)用VB編寫(xiě)的人機(jī)界面經(jīng)串行通信口傳送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)命令向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。

如圖2，控制系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)為兩相步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器選用SD-2H044MA，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)只需要輸出脈沖信號(hào)PLUS、轉(zhuǎn)向信號(hào)DIR和使能信號(hào)ENBL即可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。

如圖3，PC機(jī)與單片機(jī)之間采用串行通訊方式，由于PC機(jī)串口電平邏輯是RS-232C電平，而STC89C52RC串口電平邏輯是TTL電平，因此二者不能直接相連接，故需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。在該系統(tǒng)中，選用了MAX232作為電平轉(zhuǎn)換的器件。通過(guò)MAX232轉(zhuǎn)換出來(lái)的RS-232C串行信號(hào)再連至DB9插座與外部PC連接，便可建立RS-232C的通訊接口。

如圖4，控制系統(tǒng)利用單片機(jī)的P2口的3個(gè)引腳P2.0、P2.1、P2.2，分別輸出脈沖、轉(zhuǎn)向和使能信號(hào)，送入到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)需要提供單片機(jī)需要的5VDC電源和驅(qū)動(dòng)器需要的24VDC電源，采用系統(tǒng)計(jì)算機(jī)USB13輸出的+5VDC電源給單片機(jī)供電，用一個(gè)開(kāi)關(guān)電源給驅(qū)動(dòng)器供電。

在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)所要求的功能，在PC機(jī)上利用VisualBasic6.0編寫(xiě)人機(jī)交互界面，輸入步進(jìn)電機(jī)的速度信號(hào)、轉(zhuǎn)向和步進(jìn)電機(jī)所帶動(dòng)的檢測(cè)盒的行程。這些指令參數(shù)由串口傳送給單片機(jī)，單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖和方向信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向及行程。軟件部分由PC中的基于VisualBasic6.0的上位機(jī)程序和單片機(jī)中的步進(jìn)電機(jī)控制程序兩大模塊組成。人機(jī)界面模塊作為參數(shù)輸人及控制模塊，實(shí)現(xiàn)通過(guò)PC機(jī)向單片機(jī)輸送參數(shù)及控制指令。根據(jù)功能要求，在此界面的文本控件中可輸入檢測(cè)盒的運(yùn)行行程，通過(guò)改變滑動(dòng)條滑塊改變速度，運(yùn)行過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)暫停，另外能夠控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。