步進電動機的控制(1)-資料下載頁

　　

【正文】 狀態計數器，來指示第幾拍，按正轉時加 1，反轉時減 1的操作規律，則正轉程序為： CW： INC R0 ；正轉加 1 CJNE R0， 0AH， ZZ ；如果計數器等于 10修正為 0 MOV R0， 00H ZZ： MOV A， R0 ；計數器值送 A MOV DPTR， ABC ；指向數據存放首地址 MOVC A， @A+DPTR ；取控制字 MOV P1， A ；送控制字到 P1口 RET ABC： DB 0FCH， 0F8H， 0F9H， 0F1H， 0F3H ； 10個控制字 DB 0E3H， 0E7H， 0E6H， 0EEH， 0ECH 反轉程序為： CCW： DEC R0 ；反轉減 1(反序 ) CJNE R0， 0FFH， FZ ；如果計數器等于 FFH修正為 9 MOV R0， 09H FZ： MOV A， R0 MOV DPTR， ABC ；指向數據存放首地址 MOVC A， @ A+DPTR ；取控制字 MOV P1， A ；送 P1口 RET 軟件法在電動機運行中，要不停地產生控制脈沖，占用了大量的CPU時間，可能使單片機無法同時進行其他工作（如監測等），所以，人們更喜歡用硬件法，或軟、硬件相結合的方法。 功率放大器的輸出直接驅動電動機的控制繞組，因此功率放大電路的性能對步進電動機的運行狀態有很大影響。 對驅動電路要求的核心問題是如何提高電動機的快速性和平穩性 。目前國內步進電動機的驅動電路主要有以下幾種。 圖 313所示的是步進電動機單相的功放電路。 （二）功率放大器 圖 313 單電壓功率放大電路 ? L、 RL是步進電機的繞組電感和繞組電阻；由于電機繞組存在電感 L，當晶體管 VT突然接通后，繞組電流按指數規律上升。其時間常數為 ： ?晶體管 VT可以看成一個無觸點開關； ? 二極管 V和電阻 Rd組成放電回路，以防止晶體管 VT關斷瞬間繞組反電勢造成管子擊穿。 ? R為限流電阻，保證通電后電流穩態值為額定值 ,同時還可以起到減小過渡時間的作用。 ? 電容 C為加速電容，動態時，利用它的旁路作用（電壓不發生躍變），使電機繞組電流上升加快，改善電流波形的前沿。 常用于驅動電流較小的伺服步進電動機。 圖 314所示是步進電動機單相的雙電壓功放電路。這種線路的特點是：繞組通電開始時接通高壓以保證電機繞組中有較大的沖擊電流流過。然后再截斷高壓，由低壓維持繞組中的電流，以保證電機繞組中的穩定電流等于額定值。 高壓 U1大約為 80～ 150V， 低壓 U2大約為 5～ 20V左右 。 （雙電壓）功率放大電路 圖 314 高低壓驅動原理圖 高低壓功放電路比單電壓功放電路的波形好， 有十分明顯的高速率上升和下降沿 ，所以高頻特性好，電源效率也高。 不足之處是 ：高壓產生的電流上沖作用在低頻時會使輸入能量過大，引起電動機的低頻振蕩加重。 常用于驅動中功率和大功率伺服步進電動機。 前面介紹的雙電壓功放能使流入電動機的電流有較好的上升沿和幅值，提高了電動機的高頻工作能力。但在低頻時，則低頻振蕩較高。采用調頻調壓的控制方法，即： 低頻時工作在低壓狀態，減少能量的流入，從而抑制了振蕩 ； 在高頻時工作在高壓狀態，電動機將有足夠的驅動能力。 3．調頻調壓功放電路 調頻調壓的控制方式很多，簡單的方式是分頻段調壓。一般把步進電機的工作頻率分成幾段，每段的工作電壓不同，即調頻調壓方法。在理想條件下， 保持步進電動機力矩不變 ，則 電源電壓應隨工作頻率的升高而升高，隨工作頻率的下降而下降。 圖 315 調頻調壓功放電路 圖 315為調頻調壓功放電路，整個電路分成三部分： 開關調壓、調頻調壓控制和功率放大。 I/O1輸出步進電機控制信號； I/O2輸出調壓信號到開關調壓部分。 U2作為繞組功放電路的電源，其大小取決于 tON長短。單片機控制從I/O1輸出的步進信號的頻率，以及從I/O2輸出的脈沖時間，步進信號頻率高， tON加大， U2也隨著增大，從而起到調頻調壓的作用。 由于步進電動機的驅動電流比較大，所以微型機與步進電機的連接都需要 專門的接口電路及驅動電路 。接口電路可以用緩沖器和鎖存器組成，也可以選用并行 I/O接口芯片，如 825 8155等。其中 A口接步進電機驅動器，向步進電機提供各相的勵磁電流； B口用來檢測步進電機的類型及工作方式選擇，開關的狀態可根據需要來設置。如圖316所示。 五、步進電動機與微機的接口技術 CB CPU B 口 步進電機接口電路8255 A 口 步進電機驅動器 步進電機 步進電機類型及工作方式選擇 圖 316 步進電機接口框圖 DB AB 驅動器可用大功率復合管 ，也可以是專門的驅動器。為了抗干擾，或避免一旦驅動電路發生故障，造成功率放大器中的高電平信號進入微型機而燒壞器件，在驅動器與微型機之間加一級 光電隔離器 ，其原理接口電路如圖 31圖 318所示。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 2 6 M a y 20 0 3 S he e t o f F i l e : D : \ D o c um e nt s a n d S e t t i n g s \ O w ne r \ 桌面 \新建文件夾 \ M y D e s i gn 3 .d dbD r a w n B y:P C 2P C 1+ 5V+ 5V+ 5VP C 02 7V8255B 相R84 N 254 N 254 N 25R5R9 R 1 1R 1 2R1R4R7R6R3R2R 1 0C 相A 相7 4L S 0 47 4L S 0 47 4L S 0 4 圖 318 步進電機與微機 接口電路之二 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 2 6 M a y 20 0 3 S he e t o f F i l e : D : \ D o c um e nt s a n d S e t t i n g s \ O w ne r \ 桌面 \新建文件夾 \ M y D e s i gn 3 .d dbD r a w n B y:P C 2P C 1P C 08255+ 12 VB 相R5R8R1R2R4R9R6R7R3C 相A 相7 4L S 0 47 4L S 0 47 4L S 0 4 圖 317 步進電機與微機 接口電路之一