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单片机控制步进电机课程设计.doc

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单片机控制步进电机课程设计.doc

1第一章系统分析概述步进电机是用电脉冲信号控制,以实现对生产过程或设备的数字控制,它是过程控制中一种十分重要和常用的功率执行器件,它可以把脉冲信号转换成角位移,并且可用作电磁制动轮、电磁差分器或角位移发生器等,近年来由于计算机应用技术的迅速发展,步进电机常常和计算机一起组成高精度的数字控制系统。由于它是由数字脉冲控制,因此非常适合于用单片机控制,本设计便是在此基础上,以MCS51型单片机为核心,并结合外围电路以步进电机为控制对象的控制系统。1.1功能简介本设计系统有单片机最小系统、8个按键输入控制、四个数码管显示和步进电机驱动电路一共四大部分组成,通过按键输入数值来控制步进电机转速,并且在数码管上显示数值(1)8个按键包括:数字键1~5;3个功能键:设置SET、清零CLR、开始START;(2)显示器上第一位显示次数,后三位显示每次行走的角度;(3)通过键盘的按键,设置步进电机各次的角度值;第一位设置次数,后三位设置角度值。(4)按START键启动步进电机开始转动,按SET键停止;按CLR键清零。1.2方案选择1.2.1步进电机驱动电路方案本设计的重点在于对步进电机的控制和驱动,设计中受控电机为四相六线制的步进电机(内阻33欧,步进1.8度,额定电压12V)方案一:使用多个功率放大器件驱动电机通过使用不同的放大电路和不同参数的器件,可以达到不同的放大的要求,放大后能够得到较大的功率,如图1-1,使用三极管组成的步进电机驱动电路。但是由于使用的是四相的步进电机,就需要对四路信号分别进行放大,由于放大电路很难做到完全一致,当电机的功率较大时运行起来会不稳定,而且电路的制2作也比较复杂。注:A、B、C、D分别为步进电机四相输入图1-1三极管组成的步进电机驱动电路方案二:使用ULN2003芯片驱动电机ULN2003芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,如图1-2。ULN2003工作电压高,工作电流大,灌电流可达500mA,并且能够在关态时承受50V的电压,输出还可以在高负载电流并行运行;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。(注:IN1-IN7为单片机I/O输入,OUT为与输入对应的的驱动输出,接电机的四相A、B、C、D)图1-2ULN2003芯片驱动电路通过比较,使用ULN2003芯片充分发挥了它的功能,能稳定地驱动步进电机,且价格不高

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