基于单片机的电机运动控制系统设计

郭嘉勉

摘 要 在现代化工业发展过程中，电动机应用越来越广泛，对于更好的满足现代化工业需求，并提升工作效率，实现经济效益的提升起到了有效的促进作用，而在新的发展形势下，如何优化电机运动控制系统设计，为工业发展提供更多的动力支持是当前急需解决的重要问题。通过对基于单片机的电机运动控制系统设计进行分析，以期进一步提升现代化工业发展水平。

关键词 单片机 电机运动控制系统 优化设计

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A

运动控制系统主要是通过高性能的控制器，由电力电子功率变化装置构成的执行机构，从而实现对电动机的良好控制，提升电机运动控制水平，更好的满足工业发展需求。步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成转子转动角度形式的开环控制电机，通常情况下，步进电机的转速及转矩都能够得到有效控制。那么对于电机运动控制系统的设计该如何呢，这是本文要研究的重点。

1电机运动控制系统概述

步进电机主要是指开环式的控制电机，通常情况下，电机系统主要根据电脉冲信号的强弱及频率对电机运转的速度及方向产生控制作用，在此种环境下，即使电机负载增加，也不会对其运行状态产生影响，从而保证了电机运动控制系统的稳定运行。步进电机工作主要是依靠其对电流产生的感应作用，在供电电路支持的基础上，将直流电转变为适合电机运行需求的电力，而仅在这一段特殊的直流电环境下，能够确保对步进电机实现动态监控，以提升电机运动控制系统的稳定性和可靠性。

2电机运动控制系统原理

基于AT89C51单片机的电机运动控制系统主要包括单片机、复位及晶振三个部门，由此组成了最小的应用系统，通过将其接入到驱动电路系统中，并与电机相连接，则可以保证系统的整体稳定性，在接入电路的文职还能够感受到相应的脉冲信号，以通过控制面板对单片机下达指令，从而实现整个电机系统的良好控制。

3基于单片机的电机运动控制系统设计

3.1时钟电路

步进电机的工作运行主要是通过将电脉冲信号转化成永磁体转子旋转角度，在此过程中，时钟电路所起到的作用就是为系统运行提供稳定的或者处于匀速变化状态的脉冲信号，如果脉冲信号维持稳定，则步进电机的运转可以保持匀速进行，如果脉冲信号出现匀速变化的时候，则步进电机会根据脉冲信号发生的频率变化情况出现加速或者减速的情况，无论是何种工作状态，其始终能够维持运行状态，从而保证了控制系统运行稳定性。

3.2复位电路

电机控制系统在运行开始前基本上都处于初始状态，也就是静止的，因此，在CPU内部也存在一个静止的初始状态。在此过程中，复位电路对CPU设定产生影响，对其进行有效控制，并将其现行状态恢复到初始状态中，以实现将电机运行系统静止的操作，如果电机控制系统出现故障，也应当对其进行复位处理，以将电机系统回归到原始的工作状态，实现电机控制系统的稳定运行。

3.3驱动电路

驱动电路与步进电机控制系统有着密切关系，只有通过驱动电路向电机控制系统不断的输入电量，才能够保证电机控制系统启动，从而进行运转工作。在此过程中，一旦驱动电路出现故障，则会导致其无法向电机控制系统传输电量，由此使得电机控制系统处于静止状态，严重影响到其工作效率，因此，对于驱动电路应当进行定期的检查与维护，以保证电机控制系统能够随时启动，提升工作效率。

3.4按键控制电路

在电机控制系统进行正常工作的过程中，步进电机需要通过外界的控制才能够对电机控制系统各部件的工作状态进行控制，通过应用按键控制电路，将其变成向步进电机下达指令的输入端，然后对步进电机上的按键进行操作，以对电机控制系统运行进行控制，从而改变电机工作状态，确保其工作效率的提升。

通过对电机控制系统的各个部件进行分析，从而明确了电机控制系统的运行，那么在何种情况下才能够保证电机控制系统维持稳定，并及时完成各项工作状态呢？

根据上述分析可以得出，通过对单片机进行编程处理，设计固定的电机运动系统按键，如果电机系统能够正常运行，则按其中的一个键，如果CPU下达的指令能够按照正常状态输出脉冲信号，则按下另一个键，以此进行各个电机控制系统运行状态的区分。针对不同工作状态的电机控制系统，可以通过单片机下达不同的工作指令，从而实现整个电机控制系统的基本设计，并满足电机运行需求。此外，在实际的生产加工过程中，对于电机运动控制系统的应用还应当充分考虑实际需求，对电机控制系统进行适当的改进和优化设计，以确保电机控制系统的稳定运行，并提升其动态监测可靠性。

4结束语

电机运动控制系统通过AT89C51单片机实现工作状态控制，不仅能够提升系统运转速度，而且操作起来较为简单，大大提升了系统运行数据信息的准确性，也降低了工業生产成本费用，能够更好的满足工业化生产需求。因此，在未来的发展过程中，我们应当加强电机运动控制系统研究，并不断改进优化，以提升其工作性能，更好的为现代化工业发展服务，推动我国社会主义现代化建设的持续进步。

参考文献

[1] 李强.基于单片机的步进电机控制系统设计与实现[J].仪器仪表用户，2011（04）.

[2] 逄启寿，刘本辉，冯羽生，等.基于步进数字式闭环控制的流量控制系统[J].机械工程与自动化，2012（03）.

[3] 杨宏，李国辉.基于Proteus与单片机的步进电机控制设计[J].现代电子技术，2010（05）.

[4] 李晓贞，王福志，王忠举，等.基于单片机的步进电机调速研究[J].农业装备与车辆工程，2013（05）.