三相步进电机驱动电路设计VIP免费

1引言随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代。电子技术的应用越来越广泛。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，它在速度、位置等控制领域被广泛地应用。但步进电机必须由环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。本设计将设计一个三相步进电机控制驱动电路。2摘要本设计是三相步进电机驱动电路。主要由触发器、计数器、译码器和门电路构成。时钟信号由555芯片构成的多谐振荡器电路产生。本系统主要具有以下特点：1.具有速度可变功能。2.可以工作在“三相单三拍”、“三相六拍”的两种工作方式选择的状态下。3.能实现步进电机的正传、反转。31脉冲源脉冲源采用555定时器产生，它工作频率易于改变从而可以控制步进电机的速度并且工作可靠，简单易行。1.1用555定时器组成的多谢振荡器用555定时器组成的多谢振荡器如图1.1（a）所示。接通电源后电容C2被充电，VCCOUTU1555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIC2100nFC110nFR31kΩR11kΩR2500ΩKey=A50%VCC6VVCC180171615图1.1（a）占空比可调的方波发生器当cv上升到32ccv时，使ov为低电平，同时放电三级T管导通，此时电容C通过2R、3R和T放电，cv下降。当cv下降到3ccv时，ov翻转为高电平。当放电结束时，T截止，ccv将通过1R、2R向电容C充电，cv由3ccv上升到32ccv。当上升到时，电路又反转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图1.1（b）。图1.1（b）由555定时器组成的多振荡器工作波形42环形分配器三相单三拍采用三个D触发器构成环形计数器。用一个74LS163计数器和一个74CH138译码器产生三相六拍信号。2.1三相单三拍用D触发器构成的环形计数器如图2.1（a）所示。触发器U1A输入高电平clk在U2A74F74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U1A74F74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U3A74F74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4时钟脉冲+6V01212543图2.1（a）D触发器构成的环形计数器时钟脉冲的作用下，将会有如表2.1所示的3个状态。图2.1（b）所示为时钟脉冲下的波形。表2.10Q1Q2Q100010001图2.1（b）52.2三相六拍如图2.2（a）所示的电路，是借助74LS163的同步预置功能，采用反馈置法构成时钟脉冲+6VU574LS163DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK9~CLR1~LOAD2U6A74LS01D&106708119图2.2（a）六进制数器。图2.2（a）所示电路的接法是把输出ABCQQQ=101的状态经译码产生预置信号0，反馈至LOAD端，在下一个时钟脉冲上升沿到达时置入000状态。表2.2所示是图2.2（a）所示电路的6个状态。表2.2（a）将上述ABCQQQ输出的6个状态经74HC138译码器与相应的门电路将有表2.2所示的六个状态。电路如图2.2（b）所示CQBQAQ0000010100111001016时钟脉冲+6VU8A74S04DU9A74S04DU10A74S04DU11A74S04DU12A74S04DU13A74S04DU14A74LS32D>=1U15A74LS32D>=1U16A74LS32D>=1U17A74LS32D>=1U18A74LS32D>=1U19A74LS32D>=1201918171615141312U474LS163DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK9~CLR1~LOAD2U774HC138D_6V&Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U20A74LS01D&0272625242122232930312832333435图2.2（b）输出波形为图2.2（c）所示图2.2（c）表2.2（b）CQBQAQ00101101011010010173步进电机的正传、反转及“三相单三拍”、“三相六拍”的两种工作方式的选择。（a）三相单三拍正转（b）表3（a）三相六拍正转（c）表3（b）三相单三拍反转（d）三项六拍反转图33.1步进电机的正传、反转如图3.1（a）所示开关J2、J3控制正转、反转。开关J2、J3打向左边步进电机正转，将会有表2.1、2.2（a）所示的三个状态，输出波形如图3（a）（b）所示。当开关J2、J3打向右边步进电机反转将会有表3（a）（b）所示的三个状态，输出波形如图3（c）（d）所示。3.2“三相单三拍”、“三相六拍”的两种工作方式的选择。如图3.1（a）所示开关J1控制“三相单三拍”、“三相六拍”的切换。开关J1打向左边使2.1（a）所示电路工作，输出为三相单三拍。输出波形如图3（a）（c）所示。当开关J1打向右边使2.2（b）所示电路工作，输出为三相六拍。输出波形如图3（b）（d）所示。0Q1Q2Q001010100CQBQA...