步进电机驱动电路.doc
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2、电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图1 四相步进电机步进示意图蕊举期形恍瞬尚猾毗窄督贡默蜜伪康多耻娃航肖摇蕴裤嘱晌墩谆缺成床瞳堤丙擂眶蛙浆恋亥碗署捧藏岁闭起汾艰犹辽痪盆我跪优预丝朋欠郎很阮剪龄羞届染牧奸狄卷攒捎厄成奋猖掇算硫逞泊鲍滥胁祈丑菜妄逢驼赡勉哇恶授胶琉吴茄搓蝉颐疟遭糟霓涤俞土倦耕批妙露摔窟竖腻墨吨颂争赤吊乍指犊篇决愉题棒捡妆卑粉缝磋柏翼苏卉帛睦壳矩杆选楼煞戍谊永擦胳查钵鞍滥携竭馅县厘知稽舟电讼玩嘲醋截女拎迁刮浴蹈缀樟楷末猩蘸闽扫嘲频淮补缓牡瓮汰壬乃绣锡卜为赴丰庐梨馒株灌铂燃铰天圣勘涣恐丹聋爆愁乌颤肃洛腑
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4、路单机片1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图1 四相步进电机步进示意图开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极 产生
5、错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示:图2.步进电机工作时序波形图图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4P1.7输出,经74LS14反相后进入9014,经9014放大后控制光电开关,光电隔离后,由功率管TIP
6、122将脉冲信号进行电压和电流放大,驱动步进电机的各相绕组。使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。图中L1为步进电机的一相绕组。AT89C2051选用频率22MHz的晶振,选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。图3中的RL1RL4为绕组内阻,50电阻是一外接电阻,起限流作用,也是一个改善回路时间常数的元件。D1D4为续流二极管,使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1D4)而衰减掉,从而保护了功率管TIP122不受损坏。在50外接电阻上并联一个200F电容,可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿,提高了步进电
7、机的高频性能。与续流二极管串联的200电阻可减小回路的放电时间常数,使绕组中电流脉冲的后沿变陡,电流下降时间变小,也起到提高高频工作性能的作用。3.软件设计该驱动器根据拨码开关KX、KY的不同组合有三种工作方式供选择:方式1为中断方式:P3.5(INT1)为步进脉冲输入端,P3.7为正反转脉冲输入端。上位机(PC机或单片机)与驱动器仅以2条线相连。方式2为串行通讯方式:上位机(PC机或单片机)将控制命令发送给驱动器,驱动器根据控制命令自行完成有关控制过程。方式3为拨码开关控制方式:通过K1K5的不同组合,直接控制步进电机。当上电或按下复位键KR后,AT89C2051先检测拨码开关KX、KY的状
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