基于單片機系統的步進電機驅動stc單片機步進電機驅動器的設計及c語言程序-預覽頁

　

【正文】 使其在一定范圍下運行?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。 /176。 步進電機的相數： 是指電機內部的線圈組數，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。/176。如果使用細分驅動器，則“相數 ”將變得沒有意義，用戶只需在驅動器上改變細分數，就可以改變步距角。比如，當人們說 的步進電機，在沒有特殊說的情況下是指保持轉矩為 。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。如果要使電機達到高速轉動 ，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。永磁式步進電動機出力大，動態性能好；但步距角大。 綜合步進電機的以上參數特點以及各種步進電機的優缺點，本課題選用四相混合式（感應子式）步進電機 四相混合式步進電機的工作原理及工作方式 如圖 21。依次類推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉子會沿著 A、 B、 C、 D 方向轉動。 單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖 22a、 b、 c 所示： a. 單四拍 b. 雙四拍 圖 22 步進電機工作時序波形圖 步進電機具體型號的選擇 考慮到實驗室材料和驅動功率大小等實際條件，以及連線的方便與否。） 3．減速比： 1/64 4．步距角： 176。 4 圖 31 步進電動機驅動控制系統 單電壓功率驅動接口 在電機繞組回路中串有電阻 Rs，使電機回路時間常數減小 ，高頻時電機能產生較大的電磁轉矩，還能緩解電機的低頻共振現象，但它引起附加的損耗。雙電壓驅動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓 UL 驅動，而在高速（高頻段）時用較高的電壓 UH 驅動。反之Uh 高電平， TH 導通， DL反偏，高電壓 UH 對繞組供電。這一作用同樣改善了驅動器的高頻性能，而且不必再串聯電阻 Rs，消除了附加損耗。 斬波恒流功率驅動接口 恒流驅動的設計思想是，設法使導通相繞組的 電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數值。圖中 R 是一個用于電流采樣的小阻值電阻，稱為采樣電阻。當電流小于恒流給定的數值， VT2 導通，電源再次接通。目前已有相應的集成功率模塊可供采用。本課題選擇 ULN2020A 驅動芯片 圖 36 ULN2020 邏輯圖 圖 37 ULN2020 內部電路圖 由圖 3圖 37 可知， ULN2020A 其本質是一個基于三極管的非門電路芯片。即使非電子計算機專業人員，通過學習一些專業基礎知識以后也能依靠自己的技術力量，來開發所希望的單片機應用系統。 其主要結構組成如下： 1．中央處理器（ CPU） 2．內部數據存儲器（內部 RAM） 3．內部程序存儲器（內部 ROM） 4．定時器 /計數器 5．并行 I/O 口 6．串行口 7．時鐘電路 8．中斷系統 9．外接晶體引腳 圖 41 80C52 單片機管腳圖 圖 42 80C52 單片機工作系統圖 單片機管腳如圖 41 所示，下面對其各個管腳進行必要的說明。 P P P3 口的每一位能驅動 4 個 LSTTL 負載。 ： RXD（串行口輸入）； ： TXD（串行口輸出）； ：外部中 斷 0 輸入； ：外部中斷 1 輸入； ： T0（定時器 0 的外部輸入）； ： T1（定時器 1 的外部輸出）； ：（片外數據存儲器“寫”選通控制輸出）； ：（片外數據存儲器“讀”選通控制輸出）。 XTAL : 時鐘晶振輸入端。 驅動系統的驅動原理 為了方便闡述，本節按照步進電機輸入信號要求，控制信號功率的放大，單片機控制信號的輸出和編程的順序分析其工作過程。其輸入信號分布如表 41 所示。按照前文所述，本文選擇具有信號放大，信號反相功能的 ULN2020A 驅動芯片。在本文中，負載即為步進電機的某一相線圈，所以當輸入信號為高電平時，與之相連的步進電機線圈中有電流產生；當輸入信號為低平時，負載左端即信號輸出端為高電平，負載中無電流產生，即與之相連的步進電機線圈不工作。 單片機控制信號的輸出 考慮到步進電機正常工 作所需要的時序分布以及 ULN2020A 的反相所用，單片機的輸出信號以及相應的輸出端口如表 42 所示。輸出分別連接步進電機藍，粉，黃，橙導線。需 A\D，D\A 轉化裝置，加大了控制成本和技術難度。這就使得單片機驅動步進電機這一應用收到更廣泛的關注，本文在此選擇較為簡單的單片機和步進電機及相應的芯片，組成簡單的步進電機驅動系統。 3．搜集步進電機的驅動方案，對驅動方案進行比較，選取合適的驅動方式。下一步需要在電路上加獨立供電模塊以及電機暫停按鈕以及轉向的控制和速度精確的液晶顯示，將系統電路改進。// 位鎖存 unsigned char code DuanMa[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //定義步進電機連接端口 sbit B1=P1^1。B1=1。B1=1。B1=0。B1=0。B1=0。B1=1。B1=0。B1=0。B1=0。 /* 函數聲明 */ void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)。 DelayUs2x(245)。 //全局中斷打開 EX0=1。 //設置外部中斷 1 為邊沿觸發 Speed=1。 Coil_AB1 //遇到 Coil_AB1 用 {A1=1。}代替 DelayMs(Speed)。 Coil_CD1 DelayMs(Speed)。//延時去抖，一般 1020ms if(!INT0)//再次確認按鍵是否按下，沒有按下則退出 { while(!INT1)。//分解顯示信息，如要顯示 58 TempData[1]=DuanMa[Speed%10]。 if(Speed==20) Speed=19。//則 58/10=5 58%10=8 } } } } /* 顯示函數，用于動態掃描數碼管 輸入參數 FirstBit 表示需要顯示的第一位，如賦值 2 表示從第三個數碼管開始顯示 如輸入 0 表示從第一個顯示。 //段鎖存 LATCH1=0。 DataPort=TempData[i]。 if(i==Num) i=0。 EA=1。 //優先級打開 } /* 定時器中斷 子程序 */ void Timer0_isr(void) interrupt 1 { TH0=(655361000)/