基于单片机的伺服电机控制系统分析
基于单片机的直流伺服电机脉冲宽度调制控制系统的设计
基于单片机的直流伺服电机脉冲宽度调制控制系统的设计直流伺服电机脉冲宽度调制（PWM）控制系统是一种常见的控制电机速度和位置的方法。
在这篇文章中，我们将详细介绍基于单片机的直流伺服电机PWM控制系统的设计。
1.引言：直流伺服电机是一种常见的用于机器人、工业自动化和航空航天等领域的电机，它具有速度和位置控制的能力。
脉冲宽度调制技术是一种常用的控制直流电机速度和位置的方法，通过在一定周期内改变PWM信号的脉冲宽度，可以控制电机的转速和转向。
2.系统结构：（1）电源模块：用于提供电机驱动需要的直流电源。
（2）运动控制模块：用于控制电机的转速和转向，并生成PWM信号。
（3）PWM发生器：用于生成PWM信号的方波信号。
（4）驱动器：用于将PWM信号转换成电机驱动信号。
（5）电机：用于产生机械运动。
3.PWM信号生成：PWM信号的生成是整个系统的关键步骤，它决定了电机的转速和转向。
（1）选择合适的单片机：选择具有PWM输出功能的单片机作为控制芯片，常用的有AVR、PIC等系列。
（2）设定PWM周期：根据电机的需求，设定合适的PWM周期，通常周期在几十毫秒到几百毫秒之间。
（3）设定PWM占空比：根据转速和转向的需求，设定合适的PWM占空比，通常占空比在0%到100%之间。
（4）编程生成PWM信号：利用单片机的PWM输出功能，编程生成设定好的PWM信号。
4.电机驱动：电机驱动模块负责将PWM信号转换成电机驱动信号。
通常采用H桥驱动器来实现，H桥驱动器可以控制电机的正转和反转。
（1）选择合适的H桥驱动器：根据电机的电流和电压需求，选择合适的H桥驱动器。
（2）连接H桥驱动器：将控制信号连接到H桥驱动器的控制端口，将电机的电源和地线连接到驱动器的电源和地线端口。
（3）编程控制H桥驱动器：利用单片机的IO口，编程产生控制信号，控制H桥驱动器的输出。
5.运动控制：运动控制模块负责接收用户输入的速度和位置指令，并将其转换成合适的PWM信号。
基于单片机交流伺服电机控制研究[论文]
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基于单片机的交流伺服电机控制研究【摘要】设计一种单片机控制下的交流伺服电机转速系统，详细介绍它的硬件组成原理及其软件实现过程，实现了对通用交流伺服电机的速度闭环控制。
通过对实验结果的分析可以看出，本设计基本达到了系统对伺服电机转速控制的要求。
【关键词】单片机交流伺服电机由于交流伺服电机具有体积小、重量轻、大转矩输出、低惯量和良好的控制性等优点，因此已被广泛应用于自动控制系统和自动检测系统中。
在自动控制系统中，交流伺服电机的作用是把控制电压信号转换成机械位移，也就是把接收到的电压信号转变成该电机的一定转速或角位移，因此可以用单片机实现对伺服电机的控制。
1 总线驱动、数据、地址锁存及译码电路由于单片机的数据线和低位地址线共用必须加地址锁存器进行低位地址锁存，使用74l5373作为地址锁存器，当应用系统规模过大，扩展所接芯片过多，超过总线的驱动能力时，系统将不能可靠工作，此时应加用总线驱动器来减少读数据的持续时间，使用74ls245作数据驱动器整个系统可扩展的外部数据总共为64k，由于单片机外部数据存贮器和i/o是统一编址的，我们将低32k作为外部扩展的数据存储器，高译码电路采用两片74ls138用了32k作为i/o使用或留给以后扩展用74ls21，74lsll构成。
控制系统采用p89c58单片机作为控制系统处理器，该系列单片机默认1t模式，运算速快，片上集成1280字节ram，60k的flash程序存储器，还有eeprom，可使系统结构更为简单、实用电机选用的是松下的msmd5azg1u型交流伺服电机，额定输出功率50w，内置20位的增量式光电编码器。
驱动器选用的是松下的minasa5系列交流伺服驱动器madht 1505e。
伺服驱动器连接器x4（50脚）作为外部控制信号输入、输出接口，可以接收控制器发送给驱动器的控制指令。
交流伺服电机的控制方式有三种：位置控制、速度控制、转矩控制。
在位置控制模式下，驱动器接收单片机的位置控制指令信号，经电子齿轮分倍频后，在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。
基于PIC单片机的交流伺服电机控制系统研究
Ａ ｒ ｔ ｅ ａｅ Ｐｏｉ ｓ ｓ ｅ ｅｏ ｏｔ ｌ Ｃｓｒ 一 ｏ ｒ ｓ ｓ ｇ 一 ｉｃｍ ｕｅ ＰＣ ８ ４８ｌｃｎ ｅｔｈ ｄｍ ｎ ｏ 加ｔ ： ｐｐｒ ｒｖ ｅ ａ ｃ ｍ ｔ ｃｎ ｏＡ ｅｖ ｍ ｔ ｕｉ ｉ ｌｃ ｐ ｏ ｐｔ Ｉ１Ｆ ５． ａ ｍ ｅｔｅ ｅ ａｄ ｆ ｃ ｈ ａ Ｔ ｄ ｈ ｒ ｏ ｏ 叩 ｎｅｈ ｒ ｔ
脉冲
ＰＣ ８ ５ Ｉ １Ｆ ８ ４
光电拥合
反馈信号
功放
交 流 伺 服 电 机
显示屏
单片机
田 １ 交流伺服电机控制系统组成框圈
２ 系统硬件设计 控制系统 的 核 心 部 件 选 用 的 是 ＰＣ 系 列 Ｉ
差信号。反馈脉冲是由光电编码器检测到电机实际产 生的脉冲数，经四倍频后产生的。位置偏差信号经位
中圈分类号： Ｐ ７ ： Ｍ３３４ ２ Ｔ ２３ Ｔ ８．＋ 文献标识码： Ａ
０ 引吉
流伺服电机， 采用基于 ＰＣ ８４ 单片机实验开发系 Ｉ １Ｆ ５ ８ 统的装置套件的某些功能来实现单片机控制器对伺服 电机的控制。通过矩阵键盘输人速度值，经过单片机 处理后， 转化成相应的脉冲信号；脉冲信号经过功率 放大后， 通过伺服驱动器驱动伺服电机按要求动作。 为 了实现对消防炮转角位置的精确控制，选用了光电编 码器作位置传感单元，将伺服电机转轴的角位置变换 成电脉冲信号，以供单片机控制器对电控消防炮转角 位置进行跟踪控制。交流伺服电机控制系统组成框图
基于ＰＣ单片机的交流伺服电机控制系统研究 Ｉ
曹昌勇，杨贵荣
（ 皖西学院 机械与电子工程系，安徽 六安 ２７ ２ ３０） １
摘要： 介绍了基于ＰＣ ８４８ Ｉ １Ｆ５ 单片机实现交流伺服电机控制的一种方案， 能实现对伺服电机运转的平稳控制． 该方案在电机消防炮转角控制中得到了成功的应用，并且控制过程非常平稳， 定位精确度也很高。 关链词：交流伺服电机。 Ｃ单片机，位！控制 Ｉ Ｐ
基于单片机的伺服电机转速控制系统
基于单片机的伺服电机转速控制系统摘要传统的晶闸管直流调速系统,其控制回路都是采用模拟电子线路构成的,晶闸管触发器多数还是采用分立元件组成的，这使得控制回路的硬件设备极其复杂,安装调试困难,相对故障率较高。
针对传统的晶闸管直流调速系统的一些不足，提出了一种基于单片机的伺服电机转速控制系统的设计方法，并介绍了PID控制算法的设计。
本设计使用AT89C52作为控制芯片,以PI(比例-积分)调节控制算法为基础,采用软件编程产生脉宽比可控的脉宽调制信号,再通过功率放大电路H桥驱动电路来控制伺服电机电枢电压，从而完成对伺服电机转速的调节,达到了较好的控制性能。
同时通过4*4小键盘输入设定的伺服电机转速，用光电编码器来测定伺服电机转速，显示在4位LED 上。
关键词：直流调速；PID控制算法；AT89C52；脉宽调制；伺服电机The Servo Motor Speed Control System Based On MCUAbstractThe conventional DC drive system of SCR, which Control loop is consisting of simulate electronic circuits, and the SCR trigger is mostly made up of the discrete component, so the hardware devices are extremely complex in the Control loop，the installation and trial run difficultly, the relative failure rate is high. To solve the problems, this paper presents one kind design method of the servo motor speed control system based on MCU, and introduces the design of the PID control algorithm.This design uses AT89C52 as the controller chip, takes PI (proportion - integral) regulation control algorithm to be the foundation, adopts software programming to get the signal for Pulse-Width-Modulation, and controls the armature voltage of servo motor through H bridge driving circuit in power amplification electric circuit, thus it completes to adjust the servo motor rotational-speed, and achieves the good control performance. Meanwhile it set s the servo motor rotational-speed through the 4*4 small keyboard, and minutes the speed of the servo motor by the optical encoder, then shows the speed of the servo motor on the 4 LED.Key word: Direct-current speed regulation; PID control algorithm; AT89C52;Pulse-Width-Modulation; Servo motor目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 转速控制系统设计目标及技术要求 (3)第二章伺服电机转速控制系统设计 (4)2.1 系统硬件组成原理 (4)2.2 PID控制算法简介 (4)2.2.1 位置式PID控制算法 (6)2.2.2 增量式PID算法 (8)第三章硬件部分的设计 (12)3.1 直流电机调速原理 (12)3.2 PWM波形发生电路 (13)3.2.1 PWM基本原理 (13)3.2.2 PWM信号的产生 (14)3.3 PWM功率放大电路 (15)3.3.1 H桥驱动电路原理 (15)3.3.2 PWM驱动电路原理图 (17)3.4 测速电路 (18)3.5 键盘电路 (19)3.6 LED显示电路 (21)3.7 AT89C52的时钟电路 (23)3.8 AT89C52的复位电路 (24)第四章软件部分的设计 (26)4.1 主程序流程 (27)4.2 PID控制算法程序流程 (28)4.2.1 PID控制算法选择 (28)4.2.2 PID运算控制模块子程序 (29)4.3 按键处理子程序 (30)4.4 键盘扫描程序 (31)4.5 转速采集子程序 (31)4.6 LED显示子程序 (32)结束语 (33)附录A 基于单片机的伺服电机转速控制系统电路图 (34)附录B 源程序 (35)附录C 基于单片机的伺服电机转速控制系统器件一览表 (57)参考文献 (58)致谢 (60)第一章引言1.1 课题的研究背景及意义目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
计算机控制课程设计报告--基于单片机的直流伺服电机速度控制系统
《计算机控制技术》课程设计报告题目：基于单片机的直流伺服电机速度控制系统姓名：学号：专业：自动化年级：指导教师：2012年 12月 7日目录任务书 (2)参考资料 (3)设计步骤与内容 (7)设计总结 (12)任务书一、设计题目基于单片机的直流伺服电机速度控制系统二、设计目的1.加深理解和掌握计算机控制系统的组成结构和原理。
2.学习并掌握基于状态空间的状态控制器的原理和设计方法。
3.学习并掌握数字控制器的仿真和实验研究方法。
三、设计任务1.设计任务：基于单片机设计一个直流伺服电机闭环调速系统，利用电机上光电编码器所提供的转速脉冲信号，通过选择合适的数字控制算法，实现对给定的直流伺服电机的速度调节，要求在选定的目标转速范围（60—1800RPM）内，调速系统都具有较为快速、平稳和准确的响应性能。
提交一份课程设计报告，其中包含的主要内容：总体设计思路，测速算法的设计，控制算法的选择，系统工作流程，实验测试结果，分析讨论，程序源代码。
2.实验设备：参考资料Copal直流伺服电机：L298N直流电机\步进电机两用驱动模块：具体设计内容步骤与程序等：步骤：程序：#include "main.h"#define Kp 0.05#define Ki 0.05#define Kd 0.03#define Kt 0uchar code table[10] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};uchar code LED_W[8] = {0,1,2,3,4,5,6,7};uchar codesmd[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xff} ;uchar code number[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};uchar code smgm[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; uchar code smgw[]={0,0,1,2,3,4,5,6,7};uint pulse,jj;float pre_err=0,last_err=0;float Up=0,Ui=0,Ud=0,Uout=0;uchar P2state,control_out;float speed_set=500,speed_measure;uint value1,value2,value3,value4;void Delay1(uint i){uchar x,j;for(j=0;j<i;j++)for(x=0;x<=20;x++);}void delay2(){uint i;for(i=0;i<400;i++) //控制延迟时间可以消影{}}void xianshi(){P0=~smgm[smgw[8]]; //第8位显示（左起为第1位）P2=smd[number[jj%10]]; //显示个位数字delay2();P0=~smgm[smgw[7]]; //第7位显示（左起为第1位）P2=smd[number[jj%1000%100/10]]; //显示个位数字delay2();P0=~smgm[smgw[6]]; //第6位显示（左起为第1位）P2=smd[number[jj%1000/100]]; //显示个位数字delay2();P0=~smgm[smgw[5]]; //第5位显示（左起为第1位）P2=smd[number[jj/1000]]; //显示个位数字delay2();}void pid(){pre_err=speed_set-speed_measure;Up=Kp*pre_err;Ui+=Ki*pre_err;Ud=Kd*(pre_err-last_err);last_err=pre_err;Uout=Up+Ui+Ud;if(Uout>=255)Uout=255;if(Uout<=0)Uout=0;control_out=(uchar)(Uout);value3=(uint)(control_out);}void delay(uint i){uint j,k;for(j=i;j>0;j--){for(k=255;k>0;k--)PWM_out(control_out);} }/*void keyscan(){P2state=P2;if((P2state&0x01)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x01)==0){speed_set+=10; }}if((P2state&0x02)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x02)==0){speed_set+=50; }}if((P2state&0x04)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x04)==0){speed_set+=100 ;}}if((P2state&0x08)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x08)==0){speed_set+=500 ;}}if((P2state&0x10)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x10)==0){speed_set-=10; }}if((P2state&0x20)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x20)==0){speed_set-=50; }}if((P2state&0x40)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x40)==0){speed_set-=100 ;}}if((P2state&0x80)==0){delay(250);P2state=P2;if((P2state&0x80)==0){speed_set-=500 ;}}}*/void main(){ECT_init();PWM_init();SCI_init();motor_H=1;motor_L=0;while(1){//keyscan();value1=(uint)(speed_set);PWM_out(control_out);//send_scope(value1,value2,value3,value4);//P0=0X00;xianshi();}}void int0() interrupt 0{pulse++;}void time0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;speed_measure=pulse*15/2;//pulse/160/0.01*60 jj=speed_measure;value2=(uint)(speed_measure);pid();pulse=0;}设计总结：这是一次关于xxx同学跟xxx同学一起合作的计控课程设计，我们是这样分工的：xxx 主要是负责硬件调试这一块，xxx主要是负责软件与程序这一块，经过我们的通力合作，终于完成了这次课设，但是其中也遇到种种挫折，比如xxx同学的程序有些小问题，但是经过与同学们的对比跟互相讨论，我们也得到了修正，又比如xxx同学在调试过程中遇到电机在旋转，但是数码管显示的是乱码等情况，经验证程序跟接线都无问题，我们猜测是实验室提供的数码管有问题，于是我们找人换了个板，最终在规定时间内完成了这次课设。
基于单片机的伺服电机控制系统设计
• 146•基于单片机的伺服电机控制系统设计郴州职业技术学院 张玲玲当今社会，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。
其中，步进电机是最常见的一种控制电机，在各领域中：如加工中心，打印机、自动化生产线等等场合都可以得到应用。
研究伺服电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
本系统是基于80C51的伺服电机控制系统，在脉冲控制控制作用下控制电机运行于0-3000转/分钟，并实现正转与反转。
1 引言在自动控制系统中，伺服电动机作为执行元件，作用是把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
它有直流电机和交流电机之分。
其中交流伺服有更广的适用性。
交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向。
本文介绍如何使用C8051F060来控制交流伺服电机，使电机运行于0-3000转/分钟的任意转速。
2 系统设计图1所示是伺服电机控制系统，它以C8051F060为核心，同时还有显示电路、编码器、编码器处理电路、RS485通信电路、伺服电机驱动电路、伺服电机。
图1 伺服电机控制系统图3 电路及原理3.1 主芯片介绍C8051F060是Silicon Lab 公司出品的完全集成的混合信号片上系统型MCU 。
它使用了Cygnal 专利的高速、流水线结构以及与MCS-51指令集完全兼容的CIP251微处理器内核。
C8051F060具有P0-P7，共计8个端口，64个可以实际使用的IO 。
3.2 LED电路如图2所示，系统使用6个LED 数码管显示伺服电机的转速，LED 数码管采用MC14489芯片进行驱动，MC14489采用SPI 通信方式和CPU 进行通信，可以节省IO 口的使用。
3.3 编码器及处理电路系统采用多个BCD 拨码开关来设置系统运行参数。
BCD 拨码开关是十进制输入，BCD 码输出，又称为8421拨码开关。
每位BCD 拨码开关可输入1位10进制数。
每个BCD 拨码开关后面有5个接点，其中C 为输入控制线，另外4根是BCD 码输出信号线。
基于单片机的伺服电机控制系统的研究
１ 总体 设计 方 案
系统 选 用 的 电机 是松 下 交 流伺 服 电机 ， 过 单 通 片机控 制 驱动器 实 现对交 流伺 服 电机 的控制 。由独 立键 盘 输 入转 速 值 ， 片 机把 转 速 值信 号 转换 为脉 单
ＳＴＣ１ Ｃ５ ０ ．Ｔｈ ｓ ｓｅ ２ Ａ６ Ｓ２ ｅ ｙ ｔｍ ｄ ｓｇ ｉｃｕ ｅ ｔ ｅ ａｄ ｒ ｄ ｓｇ ａ ｄ ｏｔ ｒ ｄ ｓｇ ｅｉｎ ｎ ｌｄ ｓ ｈ ｈ ｒ ｗａｅ ｅ ｉｎ ｎ ｓ ｆ ｗａｅ ｅ ｉｎ， ｗｈｃ ｃ ｎ ｒ ａｉｅ ｈ ｓ ｏ ｈ ｉｈ ａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｍｏ ｔ ｚ
Ｖｏ ＿５ Ｎｏ． ｌ３ １
Ｍａ ．Ｏｌ ｒ２ ２
基 于 单 片机 的伺 服 电机 控 制 系统 的研 究
李红伟 ，胡涛 ，徐 熙平 ，李沛松
（． １ 长春理工大学 摘 光 电工程学 院，长春 １０ ２ ；２ 电信息控制和安全技术重点实验室 ，三河 ３０ ２ ． 光 ０５０ ） ６ ２ １ 要 ：介 绍 了－ ＃ｇ ５ Ｓ － ￣ － ＴＣ１Ｃ５ ０ ２ 片机 来实现控制 交流伺服 电机 的方案。该 系统设计 包括硬件设计和软件设计 ， ２ Ａ６ Ｓ 单
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｔ—Ｅｌｃｒｎｃ ｇｎ ｅｉｇ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｉｅｓｔ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｏ Ｏｐ ｅ ｔｏ ｉｓＥｎ ｉｅ ｒ ， ｎ ａ ｇ ｈ ｎＵｎｖ ｒｉ ｏ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ， Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２； ｙ Ｓ ａ ｇ ｈ ｎ１ ０ ２
ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｈ ＡＣ ｓ ｒ ｏ — ｔ ｒ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｅ ｖ —ｍｏ ｏ ｐ ｅ ｎ ｏ ｉ ｏ ．Ｔｈ ｃ ｅ ａ ｅ ｎ ｕ ｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｓ ｈ ｍｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｓ ｄ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｉ ｈ ＣＣＤ ｃ ｎ ｉ ｇ ｉ ｇ ｙ ｓ ａ ｎ ｎ ｍａ — ｉｇ ｙ ｔ ｍ ｔ ａ ｉ ｂ ｉ ｏ ａ ｕ ｔ ｂ ｅ Ｍ ｏ ｏ ｄ ｉ ｅ ｔ ｍｔ ｂ ｅ ｗｈ ｃ ｃ ｎ ｅ ｌ ｅ ｈ ｄ ｎ ｍｉ ｓ ａ ｎ ｎ ｉ ｇｎ ｂ ｎ ｓ ｓｅ ｈ ｔ ｓ ｕｌ ｎ ｔ ｍ ａ ｌ ． ｔ ｔｒ ｒ ｓ ｕ ａ ｌ， ｖ ｉｈ ａ ｒ ａ ｉ ｔ ｅ ｙ ａ ｃ ｃ ｉ ｇ ｍａ ｉ ｇ ｙ ｚ ｎ
基于单片机的交流伺服电机转速控制系统设计
嵌入式技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRON IC M EASU REM EN T TECHNOLO GY 第32卷第1期2009年1月 基于单片机的交流伺服电机转速控制系统设计张国斌 尹 岗(内蒙古工业大学信息工程学院 呼和浩特 010051)摘 要:设计一种单片机控制下的交流伺服电机转速系统,详细介绍它的硬件组成原理及其软件实现过程,实现了对通用交流伺服电机的速度闭环控制。
通过对实验结果的分析可以看出,本设计基本达到了系统对伺服电机转速控制的要求。
这种方法可以广泛应用于电子机械、纺织机械、印刷机械等诸多行业中。
关键词:单片机;交流伺服电机;速度控制中图分类号:TP368.1 文献标识码:ADesign of AC servo motor speed control system basedon the single2chip microcomputerZhang Guobin Y in G ang(Information Engineering College,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot010051)Abstract:This paper designs a speed system of AC servo motor controlled by single2chip microcomputer.Details of its component of hardware and the process to realize of software.Realized its speed closed2loop control of a universal AC servo motor.Through the analysis on the experimental results,we can see,the design of this system reached the requirements to control the servo motor.This method can be widely used in electronic machinery,textile machinery, printing machinery and many other industries.K eyw ords:single2chip microcomputer;AC servo motor;speed control0 引 言伺服电机属于一类控制电机,分为直流伺服电机和交流伺服电机2种。
基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究
ＤＯＩ：１０．１９５５１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１６７２－９１２９．２０１９．２０．０２９基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究熊孝新 娄铮铮（郑州大学信息工程学院 河南 ４５０００１）摘要：随着科技的发展，运动控制器的出现为工业机器人及数控加工中心等自动化设备的运动控制提供了极大的便利，在数控系统中伺服控制器对系统性能影响可谓是最大的。
但当前市场上存在的各种控制器成本较高，所以在中小型数控系统的发展中，开发出一种成本较低，通用性和实时性高的运动控制器是极其重要的。
关键词：单片机；伺服控制器；运动控制系统中图分类号：ＴＭ３８３．４；ＴＰ２７３．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－９１２９（２０１９）２０－００３３－０１Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅｏｆｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔｓａｎｄＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒａｎｄｏｔｈｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｖｉｄｅｓｇｒｅａｔｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，ｉｎｔｈｅＣＮＣｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｓａｉｄｔｏｂｅｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｉｍｐａｃｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｃｏｓｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｍａｒｋｅｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈ，ｓｏｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｍａｌｌａｎｄｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｍｏｔｉｏｎｃｏｎ ｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈｌｏｗｃｏｓｔ，ｈｉｇｈｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＣＭ；Ｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；Ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ 前言：随着数字控制技术的发展，运动控制学已经是一个新兴的研究方向。
基于单片机的伺服电机控制系统
基于DSP的多伺服电机同步驱动系统设计目录摘要半个世纪来，直流伺服控制系统己经在精密数控机床、加工中心、机器人等领域得到了广泛的应用。
随着伺服电动机技术、电力电子技术、计算机控制技术的发展，使得伺服控制系统朝着控制电路数字化和功率器件的模块化的方向发展。
本文介绍了微机直流伺服系统的硬件、软件设计方案。
硬件设计主要包括:总体方案设计、单片机应用系统设计、驱动电路设计和测量电路设计。
软件编制采用模块化的设计方式，主要包括主程序设计及数字控制算法程序的设计。
通过系统的整体设计，完成了系统的基本要求，系统可以稳定的运行。
关键词：伺服系统单片机AbstractFor a half of century，the DC servo control system has been widely used in the NC machine tool，machining center，and robot…，etc. With the technical development of servo motor，electronices power and computer control，the servo control system is making towards digitized and modular design.This paper introduces the hardware，software design plan of DC servo control system on microcomputer.The hardware designed includes mainly: the total project design，single-chip computer application system design，drive circuit design and measure circuit design. The software a dots modular design，includes primarily the main procedure design and increases the design of the deal type arithmetic figure PID calculation way procedure.Through the integral design of the system, the completion of the basic requirements of the system, the system can stable operationKeywords: servo system microcontroller第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义近年来随着物流仓储设备的快速发展，有很多物流仓储设备都选用多功能工业门机作为大宗货物进出仓库的阀门。
基于单片机的电机控制系统设计
基于单片机的电机控制系统设计在现代工业和日常生活中，电机作为一种重要的动力源，被广泛应用于各种设备和系统中。
为了实现电机的精确控制和高效运行，设计一个可靠的电机控制系统至关重要。
基于单片机的电机控制系统以其成本低、性能高、灵活性强等优点，成为了电机控制领域的主流方案。
一、电机控制系统概述电机控制系统的主要任务是根据给定的指令和反馈信息，对电机的转速、转矩、位置等参数进行精确控制，以满足不同应用场景的需求。
一个典型的电机控制系统通常包括控制器、驱动器、电机本体、传感器和电源等部分。
控制器是电机控制系统的核心，负责接收指令和反馈信号，并根据控制算法生成控制信号。
驱动器将控制器输出的控制信号放大，以驱动电机工作。
电机本体将电能转化为机械能，实现旋转或直线运动。
传感器用于检测电机的运行状态，如转速、位置、电流等，并将这些信息反馈给控制器，形成闭环控制。
电源则为整个系统提供稳定的电能。
二、单片机在电机控制系统中的作用单片机作为控制器的核心，具有体积小、成本低、可靠性高、易于编程等优点。
它通过接收外部输入的指令和传感器反馈的信号，进行数据处理和运算，然后输出控制信号给驱动器，实现对电机的控制。
在电机控制系统中，单片机需要完成以下主要任务：1、信号采集与处理：采集传感器反馈的电机运行参数，如转速、电流、位置等，并进行滤波、放大、模数转换等处理，以获得准确的数字信号。
2、控制算法实现：根据给定的控制目标和电机模型，采用合适的控制算法，如 PID 控制、模糊控制、矢量控制等，计算出控制量。
3、控制信号输出：将计算得到的控制量转换为驱动器能够接受的控制信号，如 PWM 信号、模拟电压信号等。
4、通信功能：与上位机或其他设备进行通信，实现远程监控和参数设置。
三、电机控制系统硬件设计1、单片机选型在选择单片机时，需要考虑其性能、资源、成本等因素。
常见的单片机如 STM32、Arduino、PIC 等都可以用于电机控制系统。
基于单片机的伺服电机控制系统分析
基于单片机的伺服电机控制系统分析随着时代的发展社会的进步，科学技术水平日益提高，电动机被普遍应用到了人民的日常生活及工农业生产过程中，发挥了重要作用。
其中较为典型的控制电机应该是步进电机，在当前多个领域如打印机、加工中心、自动化生产线等均可得到有效应用。
本篇文章通过对系统软件的相关程序的设计、调试以及控制有关的参考数，对单片机的伺服电机的控制系统进行分析。
通过大量的实验和对比，来展现了单片机的伺服电机的控制情况良好。
标签：单片机;伺服电机;控制系统分析引言：当自动控制的系统启动时，单片机的伺服电机的马达能够发挥的主要作用是将电压的控制信号转化为机械位置，然后，接下来再把所收集到的电压信号转化为伺服电机的角位移，又或者是一定的转速。
因此，工作人员可以通过使用单片机来控制伺服电机。
单片机的伺服电机具有灵活、轻巧、体积小、控制方便等方面的优势，所以，伺服电机在现如今的生活之中深受到人们的热爱，从而在控制系统中可以得到广泛的应用。
一、单片机以及伺服电机的总论单片机本质上是一种集成电路芯片，又称微型控制器，单片机是一种由中央处理机、计时器、各种接口组合而成的集成电路芯片，简单来说，单片机就是一台小型的电脑，虽然体积小，但计算机和单片机的差别不是很大，并且，单片机具有的价格低廉的优势，所以作为小型家电控制器来说，单片机具有很高的性价比，单片机的运行是依靠程序来进行的，程序可以人为的进行修改[1]。
相比之下，单片机具有结构简单、灵活性强、体积小、储存方便、能耗少等优势，它在各种恶劣条件下都可以正常的运行，具有较强的环境适应力[2]。
近几年来，我国的计算机随着信息技术和尖端技术的快速发展，单机技术也得到了快速发展，它在家电、电子产品、机械产品等领域也得到了扩大和先进。
伺服电机是由控制部件运行的发动机，是其中的一种变速装置，伺服电机可以调节发动机的转动速度，以电压信号来控制，伺服电机的转动速度和输入信号有着密切的关系。
基于单片机的伺服电机控制系统
230 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】单片机 伺服电机 控制系统当自动化控制系统运行时，交流伺服电机的主要功能是把电压控制信号转变为机械位移，然后将接收到的电压信号转变为电机的一定转速或者是角位移，所以可利用单片机来对伺服电机的进行控制。
交流伺服电机的优点较多，其灵巧轻便、体积小，容易控制，因此，交流伺服电机受到人们的喜爱，广泛应用在控制系统之中。
1 单片机、伺服电机概述单片机是一种集成电路芯片，又叫做微型控制器，单片机是将中央处理器、定时器、各类接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
简单来说，单片机就相当于一个小型电脑，体积虽小，但是与计算机并无大的差别。
单片机的价格低廉，因此将单片机作为小型家电的控制器具有非常高的性价比。
单片机的运行是依靠程序进行的，这种程序可人进行修改。
单片机与电脑中常用的微型处理器相比构造简单、更具灵活性、体积较小、便于存放、使用方便，并且能耗很低，可在各种恶劣的环境下正常运行，适应环境能力很强。
近年来，随着我国信息技术与高科技的飞速发展，单片机各方面也得到扩展和进步，被家用电器、电子产品、机械产品等广泛应用。
伺服电机是一种控制零部件运转的发动机，是变速装置的一种。
伺服电机可以控制发动机的转速，较为精准，利用电压信号进行控制。
伺服电机的转速与输入信号密切相关。
伺服电机主要分为两大类，即交流电机以及直流电机。
伺服一般情况下都是通过脉冲定位，当伺服电机收到一个脉冲后，就会相对应的转动一个脉冲的角度，从而实现位置的变化，伺服电机本身能够发出脉冲，因此，伺服电机每发生一次位移，都会发出和位移角度相对应的脉冲，这样电机接收和发出的脉冲形成闭环。
2 总设计方案在本次研究之中，所选用的是松下交流基于单片机的伺服电机控制系统文/张靖辉伺服电机，根据单片机的工作原理来实现对松下伺服交流电机的控制。
基于单片机的交流伺服电机控制
05
系统调试与性能测试
系统调试方法与步骤
硬件调试 电源检查：确保电源电压稳定且符合要求。
连接线路检查：确保线路连接正确，无短路或断路现象。
系统调试方法与步骤
• 元器件检查：检查电阻、电容等元器件是否正常工作。
系统调试方法与步骤
软件调试
程序语法检查：确保程序语法 正确，无编译错误。
逻辑错误检查：通过模拟输入 信号，检查程序逻辑是否正确 。
总结词
交流伺服电机驱动器是实现电机控制的关键环节，其设计将直接影响电机的性能和稳定性。
详细描述
在驱动器设计中，需要根据电机的规格参数和性能要求，选择合适的驱动电路和功率器件，并考虑驱动器的抗干 扰性能和保护措施。此外，还需要对驱动器的控制信号进行合理设计，以确保电机能够准确、快速地响应控制信 号。
控制算法设计
总结词
控制算法是实现电机精确控制的关键技术，其设计将直接影响电机的运动特性和控制精度。
详细描述
在控制算法设计中，需要根据电机的运动特性和性能要求，选择合适的控制算法，如PID控制、模糊 控制、神经网络控制等。同时，还需要对控制算法的参数进行合理调整和优化，以提高电机的控制精 度和响应速度。
03
硬件电路设计与实现
基于单片机的交流 伺服电机控制
2023-11-10
目录
• 交流伺服电机控制概述 • 基于单片机的交流伺服电机控制
方案设计 • 硬件电路设计与实现 • 软件程序设计与实现 • 系统调试与性能测试 • 基于单片机的交流伺服电机控制
展望与优化建议
01
交流伺服电机控制概述
交流伺服电机的基本原理
交流伺服电机是一种基于电磁 感应原理的电动机，主要由定 子和转子组成。
单片机 伺服电机
单片机伺服电机单片机是一种集成电路，可以完成特定任务的计算机系统。
伺服电机是一种能够根据控制信号精确地调整输出轴位置的电机。
本文将介绍单片机与伺服电机的关系、工作原理以及应用领域。
一、单片机与伺服电机的关系单片机是伺服电机控制系统的核心。
伺服电机通常需要一个控制系统来精确地控制其位置和速度。
单片机可以通过接收传感器反馈信号，计算出控制信号，并将其发送给伺服电机驱动器。
驱动器根据控制信号来调整电机的输出轴位置，实现精确控制。
二、伺服电机的工作原理伺服电机由电机本体、编码器、驱动器和控制器组成。
电机本体负责转动输出轴，编码器用于测量输出轴的位置和速度，驱动器根据控制信号来调整电机的输出轴位置，控制器则负责计算控制信号。
具体而言，控制器通过接收传感器反馈信号和目标位置信号来计算出控制信号。
控制信号经过驱动器放大后，送入电机本体，驱动电机转动输出轴。
编码器不断测量输出轴的位置和速度，并将测量结果反馈给控制器。
控制器通过比较反馈信号和目标位置信号的差异，调整控制信号，使输出轴逐渐接近目标位置，从而实现伺服电机的精确控制。
三、单片机与伺服电机的应用领域单片机与伺服电机的组合广泛应用于各个领域，如工业自动化、机器人、航空航天等。
在工业自动化领域，单片机与伺服电机的组合可以实现精确的位置和速度控制，广泛应用于自动化生产线、物流系统等。
例如，在汽车生产线上，单片机可以控制伺服电机精确调整汽车零部件的位置，提高生产效率和产品质量。
在机器人领域，单片机与伺服电机的组合可以实现机器人的运动控制。
机器人可以根据预设的程序，精确地控制伺服电机的位置和速度，完成各种复杂的任务。
例如，在装配线上的机器人可以使用单片机控制伺服电机，将零部件精确地装配在一起。
在航空航天领域，单片机与伺服电机的组合可以实现飞机的舵机控制。
舵机是飞机控制系统中的重要组成部分，用于控制飞机的姿态。
单片机可以通过控制伺服电机的位置，实现对舵机的精确控制，从而控制飞机的姿态。
基于单片机的伺服电机控制系统设计
基于单片机的伺服电机控制系统设计近年来，随着科技的进步和工业自动化的发展，伺服电机在工业控制系统中的应用越来越广泛。
伺服电机具有精准的位置控制、快速的响应速度和高功率输出等特点，被广泛应用于机器人、数控机床、自动化生产线等领域。
伺服电机控制系统一般由意图生成、控制器和执行器三个部分组成。
其中，意图生成部分主要负责根据控制要求生成输出信号；控制器负责接收输入信号并处理，然后输出控制信号；执行器负责接收控制信号并执行动作。
首先，确定伺服电机的控制要求，包括位置精度、响应速度等。
然后根据要求设计控制器。
控制器可以采用PID控制算法，结合反馈信号进行控制。
在STM32控制器中，可以使用定时器模块的PWM输出来控制电机的转速和方向。
在意图生成部分，可以通过外部设备、按键或编码器等和STM32进行通信，将期望的位置或角度输入到STM32、STM32接收到输入信号后，经过处理后输出控制信号。
在执行器部分，可以选择合适的伺服电机，根据控制信号驱动电机执行动作。
执行器部分可以使用相应的驱动电路来完成。
在整个系统设计过程中，需要注意以下几个方面：
1.系统的稳定性：选择合适的控制算法，在系统中加入合适的反馈信号，使系统具有较好的稳定性和鲁棒性。
2.控制精度：通过合适的传感器和控制算法，保证伺服电机的位置控
制精度和响应速度。
3.电路的设计：合理设计电路，保证信号的稳定性，避免干扰和噪声。
4.保护措施：考虑到伺服电机使用中可能出现的故障，可以加入相应
的保护措施，如过流、过热等保护。
基于单片机的交流伺服控制电动机
定位 精度，使其越来越多地被在现代位置
Ｊ Ｊ 系统中。
Байду номын сангаас
单 片 机 在 电 气 自 动 化 中 的 主 要 特 点 和 送 给 传 感 器 来 读 取 实 际 转 速 值 ， 再 由 Ｌ Ｅ Ｄ 显
书
单片 机 由于其 自身的 结构 特点 ，造就 了 ｝ 机 的高可靠性和高集成度 ，高控 制功能性 性价 比，小体积 ，功能扩展能力强的特点， 泛应 用 在 电 气 自动 化 的各 个 领 域 ， 目前，单片机 的应 用领域 主要应用在汽车 戈和 煤 矿 领 域 。 在 汽 车 领 域 ，单 片 机 应 用 车 制 造 的冲 压 、焊 装 、 总 装 与 涂 装 各 个 工 ｐ ，不仅能够满 足其要求 的高精度，还能够 较快的安装速度 ，并且满 足各项质检的规 保 证 了汽 车产 量 的有 序 生产 。在 煤 矿 领 域 ， ｝ 机大多都是应 用于漏 电保 护、风 电闭锁 、 Ｆ安全监 控系 统和 自动调 高系统等 。 在 快 准确检测 的支 持下，使开采工作具有 了较 ｑ 可 靠 性 、安 全 性 与 经 济 性 。
按 一下速 度增加一档 ，在 ０～ ９档之 间循环 。 具体 的按键预设子程序 流程 如图 ３所 示。 该 系 统 基于 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ５ ２单 片机 作 为 控 制 交 流 伺 服 电 机 控 制 系统 的 硬 件 组 成 分 器 ，对 非标准交流伺服 电机进行控制 ，有 程序
鱼 片机技术 ・ Ｓ Ｃ Ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
基于单片机 的交流伺服 控制电动机
文／ 盛 宏 兵
号由交流电机通过传感器反馈 到驱动 器，驱动 本 文通 过设 计单 片机 控 制 下 的 伺 服 电机 转 速 系 统 ，详 细 介 绍 了 系统 的 硬 件 组 成 原 理 及 其 软 件 实现 过 程 ，实现对 通 用伺 服 电机 的 速 度 闭 环 控 制 。 通 过 对 实验 结 果 的分析 ，使 系统基 本 达到单 片 机对 伺 服 电机 转速 控 制 的要 求 ， 使 整个 系统 具 有开 发 周期 短 、成 本低等优点 。
基于单片机的直流伺服电机PWM控制系统课程设计
成绩运动控制系统课程设计题目: 基于单片机的直流伺服电机PWM控制系统院系名称: 电气工程学院专业班级: xxx 学生姓名: xxx 学号: xxxx 指导教师: 石庆生评语：摘要单片机是应控制领域应用的要求而出现的，随着单片机的迅速发展，起应用领域越来越广。
尽管目前已经发展众多种类的单片机，但是应用较广、也是最成熟的还是最早有Intel开发的MCS-51系列单片机（51系列单片机）。
51系列单片机应用系统已经成为目前主流的单片机应用系统。
直流电机脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation—简称PWM）调速产生于20世纪70年代中期，最早用于自动跟踪天文望远镜，自动记录仪表等的驱动，后来用于晶体管器件水平的提高及电路技术的发展，PWM技术得到了高速发展，各式各样的脉宽调速控制器，脉宽调速模块也应运而生，许多单片机也都有了PWM输出功能。
而MCS—51系列单片机作为应用最广泛的单片机之一，却没有PWM 输出功能，本课设采用配合软件的方法实现了MCS—51单片机的PWM输出调速功能，这对精度要求不高的场合时非常实用的。
目录1、前言 (1)1.1单片机的发展史 (1)1.2本设计任务 (1)2、总体设计方案 (2)3、硬件电路设计 (2)3.1硬件组成 (2)3.2主要器件功能介绍 (3)3.2.1直流伺服电机简介 (3)3.2.2 PWM简介及调速原理 (4)3.2.3 传感器选择 (5)3.3电路组成 (6)3.3.1 晶振电路 (6)3.3.2 复位电路 (6)3.3.3 单相桥式整流电路 (7)3.3.4 调制电路 (7)4、系统软件设计 (8)4.1系统简介及原理 (8)4.2系统设计原理 (8)4.3程序流程图 (10)5、建模 (11)5.1控制框图 (11)5.2参数计算 (12)5.3PWM变换器环节的数学模型 (14)5.4仿真结果图 (14)总结 (16)参考文献 (17)附件1：汇编设计 (18)附件2： (20)1、前言1.1 单片机的发展史单片机作为微型计算机的一个重要分支,应用面很广,发展很快。
基于单片机的电机控制系统分析
基于单片机的电机控制系统分析摘要：本文首先针对单片机，控制的电机系统进行了概述，然后又对单片机控制的直流电机，在直流电机的概述、直流电器在PWM的调速原理、PWM信号的输出、直流电机的驱动上进行了论述，最后针对单片机控制的步进电机，在工作原理、励磁方式（一项励磁、二相励磁）上进行了论述，以供业界的各位同仁，予以参考、指导。
关键词：单片机；电机控制；控制系统前言：近些年以来，随着单片机在性能方面的不间断提高，已经广泛的应用到了通信、网络、农业，以及大众日常生活的很多领域当中。
不仅能够在很多场合满足应用的需求，而且在特点方面具有：价格低、性能很可靠、使用比较方便、低功耗、小体积、速度快、功能强、可集成度较高等。
常用的单片机主要有MSP430单片机、PIC单片机、AVR单片机、51系列单片机。
因此针对单片机控制的电机系统，在应用方面进行分析是很有必要的。
1单片机控制的电机系统的概述电机对机电能量的转化而言，是一种非常重要的装置，是电气在传动过程中最基础的部件，它作为一种动力的驱动源，在生活、生产当中应用的非常广泛。
电机有很多种类，不同的场合应用不同类型的电机。
电机在运用的时候，需要注意很多的问题，比如：舵机在旋转角度上的控制、步进电机在步进角上的控制、直流电机中的平滑调速等，在这里涉及到了电机在控制方面的问题，只有对电机实施科学、合理的控制，才能让不同种类的电机，在性能的优越性方面，得到充分的发挥。
在很多种电机控制的方法当中，单片机控制的电机，不仅成本是最低的，而且控制起来也比较灵活，精度还很准确。
单片机在各类控制的电机当中，都发挥着非常重要的作用2单片机控制的直流电机2.1 直流电机的概述直流电机就是，把直流电能转换成了机械能，现阶段所用的直流电机，大多数都是旋转电钮式的，激磁绕组、外围的铁芯，所组成的磁极称为定子，电枢绕组、电枢铁芯，因为具备了转换的单元，经过结合之后就构成了，直流电机中的转子。
直流电机具备以下优点：第一，调节的时候能量损耗比较少；第二，比较容易控制，可靠性很高；第三，制动、启动、过载的转距较大；第四，调速的范围宽广，而且容易进行平滑的调节。
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基于单片机的伺服电机控制系统分析
随着时代的发展社会的进步，科学技术水平日益提高，电动机被普遍应用到了人民的日常生活及工农业生产过程中，发挥了重要作用。
其中较为典型的控制电机应该是步进电机，在当前多个领域如打印机、加工中心、自动化生产线等均可得到有效应用。
本篇文章通过对系统软件的相关程序的设计、调试以及控制有关的参考数，对单片机的伺服电机的控制系统进行分析。
通过大量的实验和对比，来展现了单片机的伺服电机的控制情况良好。
标签：单片机;伺服电机;控制系统分析
引言：当自动控制的系统启动时，单片机的伺服电机的马达能够发挥的主要作用是将电压的控制信号转化为机械位置，然后，接下来再把所收集到的电压信号转化为伺服电机的角位移，又或者是一定的转速。
因此，工作人员可以通过使用单片机来控制伺服电机。
单片机的伺服电机具有灵活、轻巧、体积小、控制方便等方面的优势，所以，伺服电机在现如今的生活之中深受到人们的热爱，从而在控制系统中可以得到广泛的应用。
一、单片机以及伺服电机的总论
单片机本质上是一种集成电路芯片，又称微型控制器，单片机是一种由中央处理机、计时器、各种接口组合而成的集成电路芯片，简单来说，单片机就是一台小型的电脑，虽然体积小，但计算机和单片机的差别不是很大，并且，单片机具有的价格低廉的优势，所以作为小型家电控制器来说，单片机具有很高的性价比，单片机的运行是依靠程序来进行的，程序可以人为的进行修改[1]。
相比之下，单片机具有结构简单、灵活性强、体积小、储存方便、能耗少等优势，它在各种恶劣条件下都可以正常的运行，具有较强的环境适应力[2]。
近几年来，我国的计算机随着信息技术和尖端技术的快速发展，单机技术也得到了快速发展，它在家电、电子产品、机械产品等领域也得到了扩大和先进。
伺服电机是由控制部件运行的发动机，是其中的一种变速装置，伺服电机可以调节发动机的转动速度，以电压信号来控制，伺服电机的转动速度和输入信号有着密切的关系。
伺服电机主要分为交流电气和直流电机分为两种，一般伺服电机是通过脉冲来进行定位的，电机在接受脉冲时，它会相应地旋转。
伺服电机本身会产生脉冲，当伺服电机移动位置时，就会产生相对应位移的脉冲，因此，接收电机和发出来的脉冲会形成一个闭锁环。
二、总体设计方案
本次的研究中，采用的是松下交流伺服电机。
根据单片机的工作原理，来对松下伺服交流电机进行一定的控制，利用键盘来输入准确的速度参数，单片机在接收具体的速度参数后，然后把信号转化为脉冲信号，在通过差动驱动器将脉冲信号转化为差动脉冲信号之后，然后在传送到伺服电机的驱动器中;接下来，编
码器传回来的信号由驱动器接受，然后再将系统反馈数据和目标值进行比较，其后，调整电机旋转的角度类型，实现单片机有效的控制交流伺服电机。
三、在控制系统方面的分析
3.1硬件设计分析
本次探讨和分析中，为了实现了单片机的伺服电机的控制过程。
因此选择使用型号为STC12C5A 60S2的单片机成为系统的处理器。
同时，把单片机的模式可以设置成1T的模式，这样的操作可以使单片机的运算速度变高，工作速度变快，整体更容易，效率更好[3]。
单片机上具有1280字节的内存，60K闪存程序设计存储器和电子涂抹式可复写只读存储器，本次的研究中，SONAMOOMSMD5AZG1U是本次选择的单片机的伺服电机的型号，其额定输出的功率是50W时，增量式光电编码器是20位的编码器。
选择的驱动程序和单片机都是松下品牌。
在本次的研究中，單片机对伺服电机的控制主要是通过以下三个方面来进行的。
方式如下：
（1）为了控制交流伺服电机的位置，
（2）为了控制交流伺服电机的速度，
（3）为了控制交流伺服电机的转矩。
控制交流伺服电机位置时，当接到位置控制指令后，通过驱动器收到的传送回来信号以及电子齿轮分倍频信号之间产生的信号误差，然后形成了变信号，调整位置偏差和速度信号之后，形成了转矩电流，然后可以实现把交流伺服电机进行控制的目的。
此外，伺服电机的编码器种类也是十分的繁杂，以绝对式光电编码器以及增量式光电子编码器为主。
在这个研究中，我们采用的是交流伺服电机，内含的增量式光电编码器是2 0位的编码器。
宽泛的编码器结构容易让人们有一个更好的理解，并且使用时间还非常的长，不容易受到损坏，还具有很高的分辨率。
3.1.1单片机的控制器硬件分析
STC12C 5 A60S 2控制器的硬件与单片机控制系统的核心部分的外部电路相吻合，以便能够完成对伺服电机的控制，P3口是单片机的独立键盘输入口，液晶模块的控制口是P0、P1.0、P1.1、P1.2，P2.6以及P2.7是脉冲信号的发送口。
3.1.2伺服电机驱动器和差分驱动器的硬件分析
这次所选用的单片机是I/O口，通信的输出开关可以在不直接驱动外部设备的情况下控制信号电平，因此，需要在信号的输入端以及信号的控制端方面，分
别增加相应的驱动器[4]。
伺服电机的驱动器的连接器在控制信号方面，是以差动的方式进行输入的，全部都是使用的型号是SN 75174差动驱动器。
3.2软件的设计分析
（1）0点定位;
（2）控制交流伺服电机的匀速运行;
（3）控制交流伺服电机减速和加速。
软件设计主要包括主程序、中止服务程序和交流伺服电机运行速度控制程序几个部分，系统面板上有包括启动、暂停，校准零，设定6个速度的设置按键。
在内的8个按键。
3.2.1零点位置确认
系统的零点位置判断原点的确定条件是编码器的Z脉冲信号E2和原点附近的信号ORG。
E2信号就是编码器的Z脉冲，在同一情况下，电动机在旋转360度之后就会制造1个Z脉冲[5]。
3.2.2升降频率的相关控制分析
普通步电机的升降频率分为直线路型、S型、指数型的提速方式，但是在本系统中所使用的升速方式是直线型模式。
3.2.转速的控制分析
运用定时器可以实现伺服电机的在转速方面的控制，所以，确定整个系统的一个很重要的版块就是熟悉定时装置的时间。
结语：综上所述，要想更好的控制交流伺服电机，就必须对其系统结构软件进行必要的程序调试、程序编程以及相关的参数控制。
经过数次的实验对此，我们可以轻松看出在控制交流伺服电机方面单片机的效果会更好一点，控制系统的实际转速保持在每分钟0-10000转范围之内，定位精准到0.1度。
除此之外，本文中所采用的硬件设施里，电路均较简易，程序也是相当简便，不会太过繁琐复杂，系统不仅可以独立运转，还能做到精准定位，转台运转过程平稳，所成像像素高、质感好、还不模糊。
经过以上数据研究，我们可以更好的得出只有将单片机当做交流伺服电机的控制器，才能最大限度的发挥系统软件的功能，不仅可以在一定程度上有效降低系统运行成本，还可以有效提高经济效益。
参考文献
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[2]鲁健，傅戈雁.基于PLC的三光束光内送丝伺服控制系统[J].机械制造与自动化，2020，49（03）：167-169.
[3]马文明，李文文.复卷机伺服张力控制系统设计及优化[J].中国造纸，2020，39（03）：66-70.
[4]何俊，邓成军.基于LabVIEW的直流伺服电机控制系统开发[J].实验科学与技术，2020，18（01）：39-46.
[5]李文广，冯国胜.多线切割机伺服电机控制系统设计与试验[J].电子工艺技术，2020，41（01）：5-7+11.。