步进电机控制电路设计.doc

黄冈职业技术院系别: 04机电工程系专业:应用电子班级:二班设计者: 戴久志、邓修海、徐凯指导老师:温锦辉设计课题: 液晶 8279 步进电机系统设计时间:二 00 七年六月二十号步进电机控制电路设计 1、系统基本方案根据设计要求, 步进电机控制电路可以分为控制模块、显示模块、电源模块、键盘模块、电机驱动模块、步进电机部分。步进电机控制电路基本模块方框图如图 所示。控制模块显示模块键盘模块电机驱动模块步进电机电源模块图 步进电机控制电路基本模块方框图 2、系统硬件设计与实现 、步进电机介绍随着工业技术的不断进步, 在自动化控制、精密机械加工、航空航天技术及所有要求高精度定位等高新技术领域, 步进电机的得到了广泛的应用。步进电机是一种将脉冲信号转化为角位移的执行机构。若在其输入端加入有规律的脉冲信号, 就能驱动步进电机按设定的方向移动一定的距离或转动一个角度(称为“步距角”) 。从结构上步进电机分为单相、双相、三相、四相、五相、六相等多种。本次设计使用步进电机分为 A、B、C、D 四相绕组,每相通电一次称为一拍。四相步进电机根据不同的通电规律可分为几种工作模式: ⑴、四相单四拍: A-B-C-D ; ⑵、四相双四拍: AB-BC-CD-DA ; ⑶、四相单八拍: A-AB-B-BC-C-CD-D-DA ; ⑷、四相双八拍: AB-ABC-BC-BCD-CD-CDA-DA-DAB 。步进电机的正反转与电机每相的通电顺序有关,可以改变相序来改变电机的正反转。步进电机每步所旋转角度的大小, 称为步距角(β B)。它是由电机本身转子的齿数(Z R)。一个通电循环内通电节拍数( M Q )决定的。即β B =360/ Z RM Q 。电机出厂的步距角是固定的。四相步进电机的步距角为 0 / 0( 表示半步工作时为 0 ,整步工作时为 0) 。步进电机转速的高低与控制脉冲频率有关。改变控制脉冲频率,可改变电机转速。 、步进电机驱动模块步进电机的驱动电路采用常用的电动机驱动芯片 L298 ,它能够接受标准的 TTL 电平控制信号,驱动电机。 L298 操作时能提供的电压能达到 46V ,直流电流 4A ,具有过热保护功能, 逻辑“0”的输入电压达到 。 L298 在控制器的控制下驱动一个步进电动机, 控制器产生 L298 年需的控制信号,以控制步进电机的运动状态。为了防止定子绕组的电感作用, 使得电流切换时产生过电压, 步进电机每相绕组两端都须并联一个用天在换相时起续流作用的肖基特二极管。步进电机驱动电路原理图如图 所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 L298 A? * D0 DIODE D1 DIODE D2 DIODE D3 DIODE D4 DIODE D5 DIODE D6 DIODE D7 DIODE GND +5 +5 GND +24V +24V GND A B C D 图 步进电机驱动电路原理图 、控制子程序 、四相单四拍正转子程序四相单四拍正转子程序主要用于控制步进电机以步距角为 0 角度顺时针旋转。控制器从端口依次向步进电机的每相输出脉冲信号。每输出一个脉冲信号步进电机转动一定的角度。其工作模式为: A-B-C-D 。;****** 单四拍正转****** MOV P1,#01H ACALL DELAY2 MOV P1,#02H ACALL DELAY2 MOV P1,#04H ACALL DELAY2 MOV P1,#08H ACALL DELAY2 、四相单四拍反转子程序四相单四拍反转子程序主要用于控制步进电机以步距角为 0 角度逆时针旋转。其工作模式为: D-C-B-A 。;****** 四拍反转****** MOV P1,#08H ACALL DELAY2 MOV P1,#04H ACALL DELAY2 MOV P1,#02H ACALL DELAY2 MOV P1,#01H ACALL DELAY2 、四相双四拍正转子程序四相双四拍正转子程序主要用于控制步进电机以步距角为 0 角度顺时针旋转。其工作模式为: AB-BC-CD-DA 。 MOV P1,#0CH ACALL DELAY2 MOV P1,#06H ACALL DELAY2 MOV P1,#03H ACALL DELAY2 MOV P1,#09H ACALL DELAY2 、四相双四拍反转子程序四相双四拍反转子程序主要用于控制步进电机以步距角为 0 角度逆时针旋转。其工作模式为: DA-CD