步进电机控制

1、杭州电子科技大学电子系统设计综合实验报告实验序号：4小组号:4A姓名学号：张永杰13083137黄涛13083612郑康佳13083411指导教师:_黄继业实验名称：步进电机控制2015年1月4日引言: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，通俗地说：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（即步进角）。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。常见的步进电机分三种：永磁式（PM，反应式（VR和混 合式（HB。实验中使用的是

2、永磁式步进电机 24BY型，下图是该电机的接线图，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AG A C、BC B C,轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种,如果将COM端接正电源,那么只要用开关元件（如三极管），将AA、B、B轮流接地。W'dg bYEL A ORED C口MOlIRG A OCWoEBLKOCOMREDaO月BLU实验要求:1.（基本）：控制四相六线式步进电机的转动（四相八拍方式） 2 .（基本）：显示步进电机的转动圈数、角度和方

3、向 三.（扩展）：用非接触的方式实时监测步进电机的工作状态四.实验器材清单:名称型号数量驱动芯片L2981片霍尔元件CS31441个二极管80508个电容lOOuf、O.luf各2个电阻2K1个四：实验电路原理图1:驱动电路原理图:2:驱动电路工作原理:L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥 式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。0UT1 0UT2和 OUT3 OUT4> 间分别 接两电机。IN1、IN2、IN3、IN4 引脚从单片机接输入控制电平，控制电机正反转。3:

4、L298控制单双八拍的逻辑表:A电机B电机IN1IN2IN3IN4010001100010101010001001000101014.霍尔模块电路图4:霍尔模块工作原理:霍尔传感器是对磁敏感的传感元件， 这种传感器是一个3端器件，外 形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极 开路（0C）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。将有字面对 准自己，三根引脚从左向右分别是 Vcc，地，输出。使用霍尔传感器号,获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周 上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时, 就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒

5、磁钢，可以实 现旋转一周，获得多个脉冲输出。根据这些输出的脉冲可以实现实时 监测电机的工作状态。5实验所用的程序代码:源码目录:USER:main.cSTM32:（库文件）Driver:key.ckey.hste pm otor.c ste pm otor.h key.e key.h TIM3.e TIM3.h 12864.e 12864.h/*要求:控制步进电机转动，8拍显示步进电机转动圈数，角度，方向。非接触方式实时监测*/ #in elude "ste pm otor.h" #in elude "TIM3.h" #in elude "ke

6、y.h" #in elude "12864.h" #include "stm32f10x exti.h" u8 i,j,ke ynu m,directio n=0;u16Sp eedtime,loop_ nu m1=0,loop_ nu m2=0,i nterr upt_num=0,i nterr upt_sp eed double an gle=0;EXTI_I ni tTy peDefEXTI_I nitStructure;NVIC_I ni tTy peDefNVIC_I nitStructure;void EXTIXni t(void)

7、RCC_A PB2 Perip hClockCmd(RCC_A PB2 Periph_GP lOD,ENABLE);GPIO_ln itStructure.G PIO_ Pin = GPIO_P in_15;GPIO_ln itStructure.G PI O_Mode = GP IO_Mode_IN_FLOATING;GP IO _ln it(G PIOD, &GPIO_ln itStructure);RCC_A PB2 Perip hClockCmd(RCC_A PB2 Perip h_AFIO,ENABLE);GP IO_EXTIL in eCo nfig(G PIO_ Port

8、SourceG PIOD,G PIO_Pin Source1 5);EXTI_I ni tStructure.EXTI_Li ne二EXTI_Li ne15;EXTI_I ni tStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_I nterru pt;EXTI_I nitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Ris ing;EXTI_I nitStructure.EXTI_Li neCmd = ENABLE;EXTI_I nit(&EXTI_I ni tStructure);NVIC_I nitStructure.NVIC_IRQC

9、ha nnel = EXTI15_10_IRQ n;NVIC_I ni tStructure.NVIC_IRQCha nn el Preem ptio nP riority = 0x0F;NVIC_I nitStructure.NVIC_IRQCha nn elSub Priority = OxOF;NVIC_I ni tStructure.NVIC_IRQCha nn elCmd = ENABLE;NVIC_I nit(&N VIC_I nitStructure);void EXTI15_10_IRQHa ndler(void)in terru pt_num +;/霍尔元件监测到一次

10、EXTI_ClearIT Pendin gBit(EXTI_Li ne15);int mai n()delay_i nit();EXTIX_I ni t();KEYnit();Motor_G PIO_I ni t();lcd_g pio_in it();lcd_in it();TIM3_I nt_lni t(9999,7199); /1sSp eedtime=900;lcd_6x8(0,0,"Motor Test.");lcd_6x8(0,3,"Loo p Num1:");lcd_6x8(0,4,"Loo p Num2:");lcd_

11、6x8(0,5,"A ngle:");lcd_6x8(0,7,"S peed:");lcd_6x8(60,7,"N/s");while(1)key num 二 New_KEY_Sca n();switch(ke ynum)case 1:directi on+;if(directi on=4)directi on二 0;break;case2:S peedtime-=100;if(S peedtime=600)S peedtime=900;break;defaultbreak;Icd_6x8_num(45,7,i nterru pt_s

12、p eed);/ 每秒转速Icd_6x8_num(100,7,i nterru pt_num);if(directi on=0)Icd_6x8_double(45,5,a ngle);Icd_6x8_num(703loop_num1);Icd_6x8_num(70,4,loop_num2);else if(directio n=1)Motor_8(S peedtime);i+;an gle=7.2 * i;if(i=50)达到一圈i=0;loop_nu m1+;Icd_6x8_double(45,5,a ngle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8(0,2

13、,"Forward direction !");else if(directi on=2)Icd_6x8_double(45,5,a ngle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);Icd_6x8_num(70,4,loop_num2);else if(directi on=3)Motor_8_back(S peedtime);an gle=7.2 * j;if(j=50)j=0;loop_nu m2+;Icd_6x8_double(45,5,a ngle);Icd_6x8_num(70,4,loop_num2);lcd_6x8(0,2,"Ba

14、ckward direction !");void TIM3_IRQHa ndler(void)/static u16 a=0;if (TIM_GetlTStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) / 检查指定的TIM中断发生与否:TIM中断源TIM_ClearlTPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);清除TIMx的中断待处理位:TIM中断源in terr upt_sp eed=in terr upt_num ;/ N/sin terr upt_num=0;五：实验测试结果本次实验最后验收的效果是比较好的， 基本上没有出错,完成了所有要求的内容，测量的结果也比较精确。本次实验的设计主要体现在驱动电路上，本来准备是采用ULN2003来作为驱动芯片，后来查了一下资料发现 ULN2003，只能向它灌入电流，输出为高阻态，基本没输出电流。它一般用来吸收电流的。比如数码管驱动，或者两相五线、两