单片机控制步进电机.doc

用单片机控制步进电机
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,它的用途是将电脉冲转化为角位移,通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
一、步进电机常识
    常见的步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB),永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相: 。这种步进电机的应用最为广泛。
二、永磁式步进电机的控制
    下面以电子爱好者业余制作中常用的永磁式步进电机为例,来介绍如何用单片机控制步进电机。
    图1是35BY型永磁步进电机的外形图,图2是该电机的接线图,从图中可以看出,电机共有四组线圈,四组线圈的一个端点连在一起引出,这样一共有5根引出线。要使用步进电机转动,只要轮流给各引出端通电即可。将COM端标识为C,只要AC、 C、BC、 C,轮流加电就能驱动步进电机运转,加电的方式可以有多种,端接正电源,那么只要用开关元件(如三极管),将A、、B、轮流接地。
    下表列出了该电机的一些典型参数:
表1 35BY48S03型步机电机参数
型号步距角相数电压电流电阻最大静转距定位转距转动惯量
35BY48S03 4 12 47 180 65
    有了这些参数,不难设计出控制电路,因其工作电压为12V,,因此用一块开路输出达林顿驱动器(ULN2003)来作为驱动,~,电路如图3所示。开机时,~,~,注意在切换之前将前一个输出引脚变为高电平。如果要改变电机的转动速度只要改变两次接通之间的时间,而要改变电机的转动方向,只要改变各线圈接通的顺序。
图1 35BY48S03型步进电机外形图
图2 35BY48S03型步进电机的接线图
图3 单片机控制35BY48S03型步进电机的电路原理图
三、步进电机的驱动实例
    要求:控制电路如图3所示,开机后,电机不转,按下启动键,电机旋转,速度为25转/分,按下加1键,速度增加,按下减1键,速度降低,最高速度为100转/分,最低转带为25转/分,按下停止键,电机停转。速度值要求在数码管上显示出来。

    按上面的分析,改变转速,~,这个时间不应采用延时来实现,因为会影响到其他功能的实现。这里以定时的方式来实现。下面首先计算一下定时时间。
按要求,最低转速为25转/分,,即每48个脉冲为1周,即在最低转速时,要求为1200脉冲/分,相当于50ms/脉冲。而在最高转速时,要求为100转/分,即48000脉冲/分,。可以