三通管拉制仪材料分配系数精确控制系统设计+PCB+源程序(3)
虽然步进电机是一种数控元件，易于同数字电路接口，但是一般数字电路的信号能量远远不足以驱动步进电机，必须有一个与之匹配的驱动电路驱动步进电机。随着电力电子技术、自动化控制技术以及计算机网络通信技术的发展，步进电机系统中的驱动电路部分不断地发展。
在微型计算机出现以前，步进电机的控制完全由硬件实现，如果更换了电机类型或改变工作方式，则整个硬件电路需要重新设计。随着以MCS-51系列为代表的单片机的迅速普及，基于软件为核心的通用环形分配器获得了广泛的应用，无需变更硬件，具有极大的灵活性。
国外对步进电机的研究一直很活跃。目前国外步进电机的控制和驱动一般大量采用专用芯片，因而大大缩小驱动器的体积，明显提高了整机性能。比较典型的芯片有两类：一类芯片用硬件和微程序来保证步进电机实现合理的加减速过程，同时完成计长走步、正反转等；另一类芯片的核心是实现细分技术（但是由于集成芯片受到耐压、电流容量的限制，细分控制一般只能应用于小功率步进电机）。国外许多厂商相继推出了多种步进电机控制与驱动芯片以及多种不同功率等级的功率模块：仅由几个专用芯片和一个功率模块便可构成一个功率齐全、性能优异的步进电机驱动器。随着自动控制技术和计算机网络通信技术以及数字化、智能化技术的进一步应用与发展，步进电机将会在更加深入广泛的领域中得以应用，其驱动系统也将随之发展，尤其是智能化应用技术方向的发展将会成为步进电机下一阶段的发展趋势[14]。
国外所采用的集成技术涉及到微电子技术、集成电路加工技术、电力电子技术的前沿，在我国目前情况下要想实现还不太现实，所以用集成加分立元件开发出适合我国国情的高性能驱动器是一个比较现实的做法。在目前的情况下，由于单片机体积小、兼容性强、能耗低、速度高，在数字控制中对位移和角度有较高精度要求的场合，单片机逐步成为步进电机的最佳控制单元。
本文采用步进电机控制系统实现三通管拉制中芯丝进给量的精确控制，进行相关硬件电路和软件的设计，并进行相应的三通管拉制实验。
2 硬件电路设计
本文采用PMM33A2-C11型驱动器进行步进电机的驱动，因而硬件电路部分将主要包括单片机最小系统以及单片机和电脑串口通信电路的设计。
2.1 单片机最小系统设计
单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般包括：单片机、电源电路、时钟电路、复位电路 [15-17]。
2.1.1 电源电路
AT89S52单片机的工作电压范围是4.0-5.5V，因此通常给单片机外接+5V直流电源。连接方式为VCC（40脚）：接电源+5V，VSS（20脚）：接电源地端。
电源电路如图2.1.1所示，为+5V直流电源并联两个电容和一个发光二极管。并联电容可进行滤波，提高电源稳定性，并且缓冲一开机时的强电流，避免烧毁元器件。发光二极管则可以显示电源工作是否正常。
EA/VP（31脚）接+5V，EA端为高电平（接VCC），CPU执行内部程序存储器的命令。
图2.1.1 电源电路
2.1.2 时钟电路
单片机工作的时间基准，决定了单片机的工作速度。时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。STC89C52单片机的时钟频率范围是：0-33MHz。
本文采用内部时钟方式产生片内的时钟。如图2.1.2所示，利用单片机内部的振荡器，在引脚XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）两端接晶振，构成稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30PF左右，本文选择了22pf的电容，这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHz-12MHz之间选择，本文选择了11.0592MHz的晶振。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。