一种步进电机位移检测系统的制作方法
【专利说明】一种步进电机位移检测系统
[0001]本发明涉及一种检测系统，特别是涉及一种步进电机位移检测系统。
【背景技术】
[0002]步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种系统平稳、精度定位的步进电机位移检测系统。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种步进电机位移检测系统，由单片机最小系统模块、数字量采集模块、驱动器模块、电源模块、USB转UART通信模块、步进电机、光电编码器、上位机构成；所述单片机最小系统模块连接驱动器模块，所述驱动器模块连接步进电机，所述步进电机连接光电编码器，所述光电编码器通过数字采集模块将连接单片机最小系统模块，单片机最小系统模块连接USB转UART通信模块，所述USB转UART通信模块连接上位机。
[0005]所述单片机最小系统模块采用飞思卡尔K60单片机作为控制器。
[0006]所述步进电机采用L298n步进电机驱动器。
[0007]所述单片机最小系统模块控制步进电机转动，使用光电编码器与步进电机同轴连接，通过数字采集模块将光电编码器的转数发送到单片机，单片机最小系统模块处理信息判断步进电机运转方向，通过一定时间内的脉冲数得出步进电机的运行角位移；使用USB转UART模块将经单片机处理后的数据发送给上位机，实现下位机与上位机之间的通信。
[0008]本发明的有益效果:本发明的一种步进电机位移检测系统，选择了经济性和实用性更强的模块和元件组成，对步进电机加减速过程进行优化控制，防止步进电机丢步，进而提升了精度，最后对系统进行了测试，通过对预定位移和实际位移进行对比，系统的平稳性、定位精度都满足要求。
【附图说明】
[0009]图1为典型检测系统结构框图；
图2为闭环控制系统结构框图；
图3为系统整体结构框图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0011]实施例1
如图所示，一种步进电机位移检测系统，由单片机最小系统模块、数字量采集模块、驱动器模块、电源模块、USB转UART通信模块、步进电机、光电编码器、上位机构成；所述单片机最小系统模块连接驱动器模块，所述驱动器模块连接步进电机，所述步进电机连接光电编码器，所述光电编码器通过数字采集模块将连接单片机最小系统模块，单片机最小系统模块连接USB转UART通信模块，所述USB转UART通信模块连接上位机。
[0012]所述单片机最小系统模块采用飞思卡尔K60单片机作为控制器。
[0013]所述步进电机采用L298n步进电机驱动器。
[0014]所述单片机最小系统模块控制步进电机转动，使用光电编码器与步进电机同轴连接，通过数字采集模块将光电编码器的转数发送到单片机，单片机最小系统模块处理信息判断步进电机运转方向，通过一定时间内的脉冲数得出步进电机的运行角位移；使用USB转UART模块将经单片机处理后的数据发送给上位机，实现下位机与上位机之间的通信。
[0015]实施例2
如图所示，本发明的连接结构为:本发明由单片机最小系统模块，数字量采集模块，驱动器模块，电源模块，USB转UART通信模块，步进电机。本系统通过单片机控制步进电机转动，使用光电编码器与步进电机同轴连接，通过数字采集模块将光电编码器的转数发送到单片机，单片机处理信息判断步进电机运转方向，通过一定时间内的脉冲数得出步进电机的运行角位移；使用USB转UART模块将经单片机处理后的数据发送给上位机，实现下位机与上位机之间的通信；
本发明的实现方法为:本发明使用飞思卡尔K60单片机作为控制器，向L298n步进电机驱动器发送具有一定规律的控制脉冲，实现步进电机的运行；使用与步进电机同轴的增量式光电编码器作为系统的反馈元件，随着步进电机的转动向K60单片机发送脉冲；使用K60单片机弹性定时模块(FTM)中的正交解码单元进行光电编码器脉冲的采集，通过光电编码器A、B相的相位顺序判断步进电机运转方向，通过一定时间内的脉冲数得出步进电机的运行角位移；使用USB转UART模块将经单片机处理后的数据发送给上位机，实现下位机与上位机之间的通信；上位机使用MFC编写，可以显示单片机发送的实际角位移和预设位移，通过比较二者的误差，判断系统是否精确。
【主权项】
1.一种步进电机位移检测系统，其特征在于:由单片机最小系统模块、数字量采集模块、驱动器模块、电源模块、USB转UART通信模块、步进电机、光电编码器、上位机构成；所述单片机最小系统模块连接驱动器模块，所述驱动器模块连接步进电机，所述步进电机连接光电编码器，所述光电编码器通过数字采集模块将连接单片机最小系统模块，单片机最小系统模块连接USB转UART通信模块，所述USB转UART通信模块连接上位机。2.根据权利要求1所述的一种步进电机位移检测系统，其特征在于:所述单片机最小系统模块采用飞思卡尔K60单片机作为控制器。3.根据权利要求1所述的一种步进电机位移检测系统，其特征在于:所述步进电机采用L298n步进电机驱动器。4.根据权利要求1所述的一种步进电机位移检测系统，其特征在于:所述单片机最小系统模块控制步进电机转动，使用光电编码器与步进电机同轴连接，通过数字采集模块将光电编码器的转数发送到单片机，单片机最小系统模块处理信息判断步进电机运转方向，通过一定时间内的脉冲数得出步进电机的运行角位移；使用USB转UART模块将经单片机处理后的数据发送给上位机，实现下位机与上位机之间的通信。
【专利摘要】<b>一种步进电机位移检测系统，由单片机最小系统模块、数字量采集模块、驱动器模块、电源模块、USB转UART通信模块、步进电机、光电编码器、上位机构成；所述单片机最小系统模块连接驱动器模块，所述驱动器模块连接步进电机，所述步进电机连接光电编码器，所述光电编码器通过数字采集模块将连接单片机最小系统模块，单片机最小系统模块连接USB转UART通信模块，所述USB转UART通信模块连接上位机。本发明选择了经济性和实用性更强的模块和元件组成，对步进电机加减速过程进行优化控制，防止步进电机丢步，进而提升了精度。</b>
【IPC分类】G05B19/042, G01B21/22
【公开号】CN105403190
【申请号】CN201511004180
【发明人】费浚纯
【申请人】哈尔滨恒誉名翔科技有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月29日