PDF《DELPHI 环境下 PC 机对步进电机的直接控制》

机电设备

2004 年第

4 期―31 ― DELPHI 环境下 PC 机对步进电机的直接控制 Direct Control for Step Motor by PC in DELPHI 钟建冬 苏剑波 (上海交通大学 上海 200030) 摘要步进电机作为一种有效的定位驱动器件,一直以来大多使用单片机对其进行控制, 不同控制系统之间的不兼容性制约了步进电机的使用范围.

本文说明了如何利用 DELPHI 软件开 发平台和 PC 机自带的 I/O 端口实现步进电机的直接控制,同时介绍了该系统的外部信息处理. 关键词 步进电机 PC 机DELPHI LPT 口 直接控制 Abstract As an effective tool of motion control, step motor has ever been controlled by the SCM. Its application is limited by the non-compatibility of different control systems.This article describes how to realize the direct control for step motor by use of DELPHI and I/O ports of PC. It also introduces the external information processing of this system. Keywords step Motor, PC, DELPHI, LPT port, direct control 中图分类号:TM301.2 文献标识码:A 文章编号:1005-8354 (2004) 04-0031-05

1 引言 作为一种有效的定位驱动器件,步进电机的应 用一直十分广泛,它的控制系统普遍使用了单片 机.在自动控制飞速发展的今天,单片机在控制和 使用方面的局限性越来越显现,特别是单片机与其 他控制单元之间的不兼容性已成为步进电机应用的 障碍. 从最早的继电器接触器回路控制、单片机控制 到80 年代后被广泛运用的 PLC、 CNC 和DCS 等自 动控制主系统都有着无法回避的局限性: 界面生硬、 接口单

一、通用性差, 难以在各种控制系统中互换, 只能单一地控制某一单元.上述的控制系统对控制 量的柔性变动跟随性较差,在需要柔性控制的应用 中,这一类控制系统已丧失了它们的优势.在这种 情况下,使用各种开发工具装备的 PC 机作为主控 系统已越来越广泛. PC 机之所以能在自控系统中得到广泛的应用, 除了它本身具有多样的标准接口、标准的操作平台 (如WINDOWS、DOS)和硬件更新快等优点外, 最大的优势还在于 PC 机上的软件开发平台,如一 些知名的人机界面软件,还有 VC、VB 和DELPHI 等WINDOWS 应用程序开发平台. 在这些开发平台 中,DELPHI 具有简单、高效、功能强大的特点, 而且可以直接插入汇编代码,这就方便了对底层硬 件资源的控制,通用性更强. 为使步进电机能在现代控制系统中得到广泛 的应用,必须使用兼容性较好的现代控制工具对其 进行控制―通过 PC 机的标准 I/O 口, 应用 DELPHI 开发平台, 实现步进电机的控制不失为一种好方法.

2 步进电机控制及实现方法简介 2.1 步进电机控制基本要求 步进电机是一种定位控制器件,在控制上与普 通电机有很大的不同.通常情况下,根据控制要求 产生的脉冲信号送入步进电机自带的或是适用的控 制放大器, 通过控制放大器的输出驱动步进电机. 步 进电机转过的角度取决于送入的步进脉冲数;

而电 机的正反转控制则由在控制放大器的正反相接口送 入不同的高低电平实现的.步进脉冲要求:脉冲峰 值电压(4.0~5.5)V,脉冲谷值电压(0~0.5)V, 脉冲占空比≤50%.正反向控制电平要求:高电平 (4.0~5.5)V,低电平(0~0.5)V.高电平时电 ―

32 ― 机电设备

2004 年第

4 期流(5~15)mA. 2.2 步进电机控制实现方法 现代的 PC 机具有多种标准接口,如USB、 Ethernet 口、并行口(LPT)和串行口(COM)等, 根据上述的步进电机控制信号要求,并行口为最理 想的控制用接口.一方面并口的数据端口能输出符 合要求的脉冲信号和高低电平,另一方面并口中的 状态端口和控制端口还能够读取和发送信号,满足 控制的双向通讯要求. 而USB 口和 Ethernet 口能与 其他系统相连接,使步进电机与其他系统相兼容, 成为一个整体.此时 PC 机不单单具有控制功能, 还起到了系统间联络的作用. 运用 DELPHI 语言编程,运行程序,读取由并 口或是 USB 等接口送来的信息, 根据控制要求进行 内部运算,得出相应的动作指令,再通过对 PC 机 并口的某一位进行相应的置位与复位,得到控制所 需的步进电机的脉冲信号.步进电机的转速取决于 脉冲信号的频率,即置位与复位的时间间隔;