步进电机控制器设计

步进电机控制器设计 ________________________________________ 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，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，步进角一般为7.5 度 或 15 度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5 度，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：两相步进角一般为1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度。这种步进电机的应用最为广泛。 二、永磁式步进电机的控制 出于制作成本考虑，下面以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。 图 1 35BY型步进电机外形图 图 2 35BY型步进电机的接线图 下表列出了该电机的一些典型参数： 图1 35BY 型步进电机外形图 图2 35BY 型步进电机的接线图 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 7.5 4 12 0.26 47 180 65 2.5 有了这些参数，不难设计出控制电路，因其工作电压为12V，最大电流为0.26A，因此用一块开路输出达林顿驱动器（ULN2003）来作为驱动，通过P1.4~P1.7 来控制各线圈的接通与切断，电路如图3 所示。开机时，P1.4~P1.7 均为高电平，依次将P1.4~P1.7 切换为低电平即可驱动步进电机运行，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3 单片机控制35BY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...