步进电机驱动线路,如果按照环形分配器决定的分配方式,控制电动机各相绕组的导通或截止,从而使电动机 产生步进所需的旋转磁势拖动转子步进旋转,则步距角只有二种,即整步工作或半步工作,步距角已由电机结构所确定。如果要求步进电机有更小的步距角,更高的 分辨率,或者为了电机振动、噪声等原因,可以在每次输入脉冲切换时,只改变相应绕组中额定的一部分,则电机的合成磁势也只旋转步距角的一部分,转子的每步 运行也只有步距角的一部分。这里,绕组电流不是一个方波,而是阶梯波,额定电流是台阶式的投入或切除,电流分成多少个台阶,则转子就以同样的次数转过一个 步距角,这种将一个步距角细分成若干步的驱动方法,称为细分驱动。在国外,对于步进系统,主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。但在国内,广大 用户对“细分”还不是特别了解,有的只是认为,细分是为了提高精度,其实不然,细分主要是改善电机的运行性能。由于细分驱动器要控制电机的相电流,所 以对驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求,成本亦会较高。
图3 给出了三相步进电机八细分时的各相电流状态。由于各相电流是以1P4 的步距上升或下降的,原来一步所转过的角度将由八步完成,实现了步距角的八细分。由此可见,步进电机细分驱动的关键在于细分步进电机各相励磁绕组中的电流。
为了对步进电机的相电流进行控制,从而达到细分步进电机步距角的目的,人们曾设计了很多种步进电机的细 分驱动电路。随着微型计算机的发展,特别是单片计算机的出现,为步进电机的细分驱动带来了便利。目前,步进电机细分驱动电路大多数都采用单片微机控制,它 们的构成框图如图4 所示。步进电机单片机根据要求的步距角计算出各相绕组中通过的电流值,并输出到数模转换器(DPA) 中,由DPA 把数字量转换为相应的模拟电压,经过环形分配器加到各相的功放电路上,控制功放电路给各相绕组通以相应的电流,来实现步进电机的细分。单片机控制的步进电 机细分驱动电路根据末级功放管的工作状态可分为放大型和开关型两种(见下图5)。
放大型步进电机细分驱动电路中末级功放管的输出电流直接受单片机 输出的控制电压控制,电路较简单,电流的控制精度也较高,但是由于末级功放管工作在放大状态,使功放管上的功耗较大,发热严重,容易引起晶体管的温漂,影 响驱动电路的性能。甚至还可能由于晶体管的热击穿,使电路不能正常工作。因此该驱动电路一般应用于驱动电流较小、控制精度较高、散热情况较好的场合。开关 型步进电机细分驱动电路中的末级功放管工作在开关状态,从而使得晶体管上的功耗大大降低,克服了放大型细分电路中晶体管发热严重的问题。但电路较复杂,输 出的电流有一定的波纹。因此该驱动电路一般用于输出力矩较大的步进电机的驱动。
随着大输出力矩步进电机的发展,开关型细分驱动电路近年来得到长足的发展。目前,常用的开关型步进电 机细分驱动电路有斩波式和脉宽调制(PWM) 式两种。斩波式细分驱动电路的基本工作原理是对电机绕组中的电流进行检测,和DPA 输出的控制电压进行比较,若检测出的电流值大于控制电压,电路将使功放管截止,反之,使功放管导通。这样,DPA输出不同的控制电压,绕组中将流过不同的 电流值。脉宽调制式细分驱动电路是把DPA 输出的控制电压加在脉宽调制电路的输入端,脉宽调制电路将输入的控制电压转换成相应脉冲宽度的矩形波,通过对功放管通断时间的控制,改变输出到电机绕组上 的平均电流。由于电机绕组是一个感性负载,对电流有一定的波波作用,而且脉宽调制电路的调制频率较高,一般大于20 kHz ,因此,虽然是断续通电,但电机绕组中的电流还是较平稳的。和斩波式细分动电路相比,脉宽调制式细分驱动电路的控制精度高,工作频率稳定,但线路较复杂。 因此,脉宽调制式细分驱动电路多用于综合驱动性能要求较高的场合。
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单片机源程序如下://数码管位 高位-----低位//四个按键控制步进电机：正转，反转，加1，减1//上电时电机启动，数码管上显示速度小档1，加减档位均能通过数码管显示出来，步进电机电机采用单双八拍方式//电机转速一共10档，通过按键调节转速//电机正转时位数码管显示0，反转时显示1#includereg51.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define led P0//数码管段选#define haha P2sbit s1 = P1^0;sbit s2 = P1^1;sbit s3 = P3^0;sbit
需求分析本方案中使用的仪表具有如下特点和设计参数：●指针响应灵敏、走位准确，即收到驱动脉冲后不能丢步;●指针转动平稳，即指针从当前位置到目标位置之间的走位要平稳，正、反转都不能出现抖动;●两相、步距角10o、转动范围300o。根据技术参数可知，采用两相四拍和两相八拍时的步距角为10o和5o，在300o的范围内只能作30和60个刻度划分，在实际应用中，会发现指针步距角不能满足要求而且抖动不可避免。为了实现指针高精度的准确走位和平稳运转，要对步进电机步距进行高分辨率细分，这也是设计的难点所在。步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，步进电机电机转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不
大家好， 通过前一期的学习， 我们已经对ICD2 仿真烧写器和增强型PIC 实验板的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了如何用单片机来控制发光管、继电器、蜂鸣器、按键、数码管、RS232 串口等资源，体会到了学习板的易用性与易学性，看了前几期实例，当你实验成功后一定很兴奋，很有成就感吧！现在我们就趁热打铁，再向上跨一步，一起来学习一下步进电机的工作原理及使用方法，这是我们用单片机来控制机械进行运动的开始。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机就按设定的方向转动一个固定的角度（步距角）。通过控制脉冲个数来控制角位移量，可以达到准确定位；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机
#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharnp;//步进电机运行数据表constucharmotortb［］={0x11，0x99，0x88，0xCC，0x44，0x66，0x22，0x33};voiddelay_nms（uintms）//每步延时de子程序{uinti;for（i=0;i_delay_loop_2（8*250）;}voida_step（uchard，uchart）//步进电机走一步d=0正转d=1反转t越大走得越慢{if（d&0x01）{if（np==0）np=7;elsenp--;}else{if
单片机控制28BYJ-48步进电机驱动单片机源程序如下:#includereg52.h#includeintrins.hunsigned char CCW[8]={0x80,0xC0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x90}; //逆时钟旋转相序表unsigned char CW[8]={0x90,0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xC0,0x80}; //正时钟旋转相序表//unsigned char tab[] = {0x0f};sbit K1 = P3^0; //反转按键sbit K2 = P3
1、引言步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着紧密的本质的联系。步进电机亦是一种将电脉冲转化为角位移或直线位移的执行机构，当步进电机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（又称之为步进角），为此可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过脉冲频率来控制步进电机的转动速度和加速度，从而达到调速的目的。从以上所述可知，步进电机是可以用脉冲信号直接进行定位控制，由于其具有一定的精度，且控制线路简单，使用方便、可靠；因此它广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设（扫描仪、磁盘驱动器、打印机）、照相机（包括光学照相机与数码照相机
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