生产线项目五任务2

重装10毫秒定时常数 是停止键？
N Y
允许电机运转？
Y
是正转键？
N N
改变输出脉冲 置电机停止， 清除相关变量 T0中断返回 置正转标志位 允许电机运转
是反转键？
Y
置反转标志位 允许电机运转
三、任务实施 3．程序设计(1)
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char sbit key_z=P2^0; sbit key_f=P2^1; sbit key_stop=P2^2; sbit P1_1=P1^1; sbit P1_0=P1^0; bit run_bit=0; /*延时----------------------1ms函数-----------------------*/ void delay(uchar n) { unsigned char i; while(n--) for(i=0; i<123; i++); }
Pr4A
指令脉冲分倍 频第2分子
指令脉冲分倍 频分子倍率 指令脉冲分倍 频分母
0
0
每转所需指令脉冲数= 编码器分辨率×Pr4B/（Pr48×2 Pr4A）
13
Pr4B
5000
【例5-2-1】编码器相关参数设置。 1．要求指令脉冲f=5000（单位：脉冲pulse），即5000个脉冲 驱动电机转一周。编码器的分辨率为则10000（2500p/r×4倍 率）。可设置Pr48：10000，Pr4A：0，Pr4B：5000。则下式 符合要求：F=f×(Pr48×2 Pr4A）/ Pr4B=5000×(10000×20）
三、任务实施
1．硬件电路设计
表5-2-2 伺服驱动器相关引脚 信号 控制信号电源 伺服使能 符号 COMSRVON 引脚 功能 电源（12~24V）正极 电源（12~24V）负极 伺服使能控制。与COM-短接，即进入伺服使能状 态（电机通电）。断开，不进入伺服使能状态（电 机无电流流入）。使用中，伺服使能信号在电源接 通2秒后输入才有效，并且在使能信号接通至少 100ms以后再输入脉冲信号。
三、任务实施
1．硬件电路设计
三、任务实施
1．硬件电路设计
安排了三个按键控制电机的正转、反转和停止功能。 单片机P1.0输出脉冲作为伺服驱动器的位置指令，脉冲的数量决 定伺服电机的旋转位移，即机械手的直线位移，脉冲的频率决定
了伺服电机的旋转速度，即机械手的运动速度
三、任务实施
1．硬件电路设计
P1.1输出脉冲作为伺服驱动器的方向指令。对于控制要求较为简 单，伺服驱动器可采用自动增益调整模式。
联接控制信号电压。所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
有三个显著特点： 当定子一有控制电压，转子立即转动，起动转矩大。 运行范围较广、运行稳定、可控性好，转速随着转矩的增加 而匀速下降。
无自转现象。
2．直流伺服电机
直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机
相同。改变电枢电压或改变磁通量，均可控制
5 6 7 8
可选（0~6），实时自动调整为常规模式， 运行时负载惯量的变化情况为没有变化。 可选（0~15），此参数值设得很大，响应 越快。 通过光耦电路输入，PULS1：第3引脚， PULS2：第4引脚，SIGN1：第5引脚， SIGN2：第6引脚 指令脉冲 + 指令方向。设置此参数值必须 在控制电源断电重启之后才能修改、写入 成功。
Pr02值 3 4 5 与COM-开路 位置控制 位置控制 速度控制 与COM-短接 速度控制 转矩控制 转矩控制
COM+ 7 41 29
控制模式切换
C32 MODE
三、任务实施
1．硬件电路设计
表5-2-2 伺服驱动器相关引脚
CW行程限位 CCW行程限 位 偏差计数器清 零 指令脉冲禁止 输入 指令脉冲分倍 频选择 CWL CCW L CL INH DIV 8 9 30 33 28 右限位（顺时针）行程限位信号。CWL信号 与COM-开路，电机在CW方向不产生转矩。 左限位（逆时针）行程限位开关。 与COM-短接，计数器内容清零 与COM-开路，禁止指令脉冲输入。 与COM-开路，选择Pr48第1分子与COM-短 接，选择Pr49第2分子
三、任务实施 3．程序设计(2)
void main(void) { TMOD=0x01; //T0方式1定时10ms TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1) { if(key_stop==0) { delay(10); //延时去抖动 if(key_stop==0) { P1_0=1; P1_1=1; run_bit=0; while(key_stop==0); //判键松开 } }
/ 5000=10000。
2．要求指令脉冲f=40000，即40000个脉冲驱动电机转一周。编
码器的分辨率为10000（2500p/r×4倍率）。可设置Pr48：2500， Pr4A：0，Pr4B：10000。则下式符合要求：F=f×(Pr48×2 Pr4A）/ Pr4B=40000×(2500×20）/ 10000=10000。
二、相关知识
（一）伺服电机简介
伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用
作执行元件，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。
伺服电动机分为直流和交流伺服电动机两大类。
1．交流伺服电机
转子是永磁铁，其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一
个是励磁绕组，它始终接在交流电压上；另一个是控制绕组，
项目五
任务2
基于分拣站的单片机技术应用
伺服电机控制技术实践与应用
【学习目标】
1．了解伺服电动机调速原理。
2．会伺服电动机驱动电路设计。
3．初步了解伺服驱动器的位置方式驱动，会
伺服驱动器部分基本参数设置。 4．会编写伺服电动机的驱动程序。
一、任务描述
在伺服电机与伺服驱动器连接正确的情况下，
编程实现伺服电机的正转、反转和停止功能。
信号 CCW指令 CW指令
9
Pr42
指令脉冲输入方 式
3
PULS SIGN
（五）伺服驱动器部分参数说明
表5-2-1 伺服参数设置表格 序 号 10 参 参数编号 Pr48 数 参数名称 指令脉冲分倍 频第1分子 设置数 值 10000 DIV与COM-开路，选择Pr48第1分子
功能和含义
11
12
Pr49
3．程序设计(3)
3．程序设计(4)
void timet0( ) interrupt 1 using 1 { TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; if(run_bit==1) P1_1=!P1_1; }
思考与练习
（一）简答题
1．伺服电动机的特点是什么？
入脉冲串来使电机定位运行，电机转速与脉冲串频率
相关，电机转动的角度与脉冲个数相关。
（五）伺服驱动器部分参数说明 MADDT1207003伺服驱动器的参数共有128个，Pr00-Pr7F， 可以通过与PC连接后在专门的调试软件上进行设置，也可以 在驱动器上的面板上进行设置。
表5-2-1 伺服参数设置表格
（四）松下MADDT1207003全数字交流永磁同步伺服驱动器 1．MADDT1207003的含义 A表示松下A4系列类型A型驱动器，D表示交流伺服驱动器， T1表示最大瞬时输出电流为10A，2表示电源电压规格为单相 200V，07表示电流监测器额定电流为7.5A，003表示脉冲控
制专用。
2．接线端口功能
报警解除
ACLR
31
与COM-保持闭合120ms以上，解除警报
三、任务实施
2．设计思路
程序入口
本任务为固定转速运行方式，伺服电机的驱动频
率为50Hz，由定时器完成T0完成，定时时间为 10ms。设晶振频率为12MHz，12分频。即通用
51单片机模式。
T0中断入口
上电初始化： T0中断初始化和标志位
参 数 序 号 参数编号 参数名称
1 Pr01 LED初始状态
设置 数值
1
功能和含义 选择显示电机转速
2
Pr02
控制模式
行程限位禁止 输入无效设置 惯量比
0
选择位置控制模式（相关代码P）
当左或右限位与COM-断开，都会发生 Err38行程限位禁止输入信号出错报警。设 置此参数值必须在控制电源断电重启之后 才能修改、写入成功。
直流伺服电动机的转速。在永磁式直流伺服电
动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通恒 定。
（二）永磁交流伺服系统概述
伺服系统大多数采用永磁交流伺服系统，其中包括永磁同步交
流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。
（三）松下MINAS A4系列AC伺服电机
松下MHMD022P1U永磁同步交流伺服电机。MHMD表示电机 类型为大惯量，02表示电机的额定功率为200W，2表示电压 规格为200V，P表示编码器为5线制反馈增量式编码器，脉冲 数为2500p/r（分辨率：10000），额定转速3000rpm。
3
Pr04
2
4
Pr20
0~10 此参数自动估算调整得到 0000
表5-2-1 伺服参数设置表格 序 号 参 数 参数名称 实时自动增益设 置 实时自动增益的 机械刚性选择 指令脉冲输入选 择 指令脉冲旋转方 向设置 1 1 0 1
参数编 号
Pr21 Pr22 Pr40 Pr41
设置 数值
功能和含义
X1：AC220V电源连接到 L1、L3主电源端子。 同时连接到 控制电源端 子L1C、L2C 上。
U、V、W端子 用于连接电机 RB1~RB3外接放电电阻（也可以不接），典型规格为100Ω/10W
3．伺服驱动器的位置方式驱动
松下的伺服驱动器有七种控制运行方式： 位置控制、速度控制、转矩控制、位置/速度控制、位 置/转矩、速度/转矩和全闭环控制。 在本任务中选择位置方式中的脉冲输入模式，通过输
2．为什么要使用伺服驱动器？是否可以不 用？ 3．在伺服驱动器位置控制方式中，如何实 现电机定位运行、电机转速、电机转动？
三、任务实施
else if(key_z==0) { delay(10); if(key_z==0) { while(key_z==0); //判键松开 run_bit=1; P1_1=1; } } else if(key_f==0) { delay(10); if(key_f==0) { while(key_f==0); //判键松开 run_bit=1; P1_1=0; } } else ; }