[发明专利]基于单片机的运动控制系统

说明书

本发明公开了基于单片机的运动控制系统，包括矩阵键盘、液晶显示器、上位机、单片机、转速检测装置、电流检测装置、驱动电路、直流电机和直流电源，所述矩阵键盘与单片机连接，液晶显示器与单片机连接，所述上位机与单片机连接，所述转速检测装置与单片机连接，电流检测装置与单片机连接，所述驱动电路与单片机连接，所述转速检测装置与直流电机连接，电流检测装置与直流电机连接，所述驱动电路与直流电机连接，所述直流电源与直流电机连接。本发明通过矩阵键盘、液晶显示器、上位机、单片机、转速检测装置、电流检测装置、驱动电路、直流电机和直流电源提高了控制系统的精度和稳定性，实现了较为复杂的控制，增强了系统的灵活性。

技术领域

本发明涉及电机控制系统，具体涉及基于单片机的运动控制系统。

背景技术

运动控制系统主要是电动机的控制，如今电动机在人们的工业生产和生活中起着十分重要的作用，其中直流电机以其优异的性能一直具有广泛的应用，而数字化控制是运动控制系统一个重要发展趋势。

典型的运动控制系统可分为三大部分，即控制、驱动、反馈。由电动机、功率放大与变换装置、控制器和相应的转速、电流等传感器组成。

电动机作为运动控制技术的控制对象，从工作原理上可以分为直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机。直流电机具有调速性能好、启动和制动转矩大、过载能力强等优点，因而广泛应用于启动和调速性能要求高的场合，但其结构复杂，消耗较多有色金属，制作成本高，维护比较麻烦，而且电刷和换向器限制了它的转速和容量，因此其应用受到了一定限制。相比之下，交流电动机的结构简单，制作方便，价格便宜，运行可靠，改变励磁即可换向，无需机械换向器，因此其允许转速和容量均大于直流电机，但其缺点是：必须从电网吸收滞后的无功电流来建立磁场，使得电网的功率因数变坏，电能损耗增加，但异步电动机存在启动和失步问题，而且在恒频电源供电时调速较为困难。现有的控制系统控制精度低、稳定性差、价格高、性能差。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，目的在于提供基于单片机的运动控制系统。

本发明通过下述技术方案实现：

基于单片机的运动控制系统，包括矩阵键盘、液晶显示器、上位机、单片机、转速检测装置、电流检测装置、驱动电路、直流电机和直流电源，所述矩阵键盘与单片机连接，所述液晶显示器与单片机连接，所述上位机与单片机连接，所述转速检测装置与单片机连接，所述电流检测装置与单片机连接，所述驱动电路与单片机连接，所述转速检测装置与直流电机连接，所述电流检测装置与直流电机连接，所述驱动电路与直流电机连接，所述直流电源与直流电机连接。

进一步地，单片机采用AT89S52。

进一步地，直流电机采用L298N芯片。

直流电机虽然结构复杂、成本高，但因其优良的调速性能和成熟的工程设计，它在高精度调速场合仍然占有一席之地。本发明采用直流电机作为控制对象，以AT89C52单片机作为控制核心，通过4*4矩阵键盘设定电机运行参数，矩阵键盘按键功能分布为：0-9数字键用于设定转速，设定键和删除键用于确定或删除输入的转速值，正转键和反转键确定转动方向，还有启动键和停止键。另外本次设计能够在电机不停车的情况下重新设定转速和方向。通过光电编码器进行测速，利用A/D转换器进行电枢电流测量，将转速测量值和电流测量值反馈到单片机形成闭环控制，并将设定参数和实际测量参数在液晶屏上显示，最后通过单片机串口将参数传送到上位机以图形的形式显示出来，并保存。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明通过矩阵键盘、液晶显示器、上位机、单片机、转速检测装置、电流检测装置、驱动电路、直流电机和直流电源提高了控制系统的精度和稳定性，实现了较为复杂的控制，增强了系统的灵活性。

附图说明