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设计报告实验名称 :步进电机控制实验序号 :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2015年 1 月 4 日.一引言：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

2、式（ hb）。实验中使用的是永磁式步进电机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 ac、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a、a 、b、b 轮流接地。二实验要求：.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

3、型号数量驱动芯片l2981 片霍尔元件cs31441 个二极管80508 个电容100uf 、0.1uf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。out1、out2和 out3、out4之间分别接两电机。 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：l298控制单双八拍的逻辑表：a 电机b 电机in1in2in

4、3in4010001100010101010001001000101014.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（ oc）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磁钢， 可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。 根据这些

5、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.h.stepmotor.cstepmotor.hkey.ckey.htim3.ctim3.h12864.c12864.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*/#include stepmotor.h#include tim3.h#include key.h#include 12864.h#include stm32f10x_exti.hu8 i,j,keynum,direction=0

6、;u16speedtime,loop_num1=0,loop_num2=0,interrupt_num=0,interrupt_speed =0;double angle=0;exti_inittypedefexti_initstructure;gpio_inittypedefgpio_initstructure;.nvic_inittypedefnvic_initstructure;void extix_init(void)rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpiod,enable);gpio_initstructure.gpio_pin = gpi

7、o_pin_15;gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_in_floating; gpio_init(gpiod, &gpio_initstructure);rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_afio,enable);gpio_extilineconfig(gpio_portsourcegpiod,gpio_pinsource15);exti_initstructure.exti_line=exti_line15;exti_initstructure.exti_mode = exti_mode_interru

8、pt;exti_initstructure.exti_trigger = exti_trigger_rising;exti_initstructure.exti_linecmd = enable;exti_init(&exti_initstructure);nvic_initstructure.nvic_irqchannel = exti15_10_irqn;.nvic_initstructure.nvic_irqchannelpreemptionpriority= 0x0f;nvic_initstructure.nvic_irqchannelsubpriority = 0x0f;nvic_i

9、nitstructure.nvic_irqchannelcmd = enable;nvic_init(&nvic_initstructure);void exti15_10_irqhandler(void)interrupt_num +; /霍尔元件监测到一次 exti_clearitpendingbit(exti_line15);int main()delay_init();extix_init();key_init();motor_gpio_init();lcd_gpio_init();lcd_init();tim3_int_init(9999,7199); /1s.speedtime=9

10、00;lcd_6x8(0,0,motor test.);lcd_6x8(0,3,loop num1:);lcd_6x8(0,4,loop num2:);lcd_6x8(0,5,angle:);lcd_6x8(0,7,speed:);lcd_6x8(60,7,n/s);while(1)keynum=new_key_scan();switch(keynum)case 1:direction+;if(direction=4)direction=0;break; case2:speedtime-=100;if(speedtime=600)speedtime=900;break; default:bre

11、ak;lcd_6x8_num(45,7,interrupt_speed); /每秒转速 lcd_6x8_num(100,7,interrupt_num); if(direction=0)lcd_6x8_double(45,5,angle);.lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);else if(direction=1)motor_8(speedtime);i+;angle=7.2 * i;if(i=50)/达到一圈i=0;loop_num1+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(

12、70,3,loop_num1);lcd_6x8(0,2,forward direction ! );else if(direction=2)lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);.else if(direction=3)motor_8_back(speedtime);j+;angle=7.2 * j;if(j=50)j=0;loop_num2+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);lcd_6x8

13、(0,2,backward direction ! );void tim3_irqhandler(void)/static u16 a=0;if (tim_getitstatus(tim3, tim_it_update) != reset) / 检查指定的 tim 中断发生与否 :tim 中断源.tim_clearitpendingbit(tim3,tim_it_update);/清除 timx的中断待处理位 :tim中断源interrupt_speed=interrupt_num ;/n/sinterrupt_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。六：设计总结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、两相六线的步进电机，这种步进电机有一个或两