步進(jìn)電機控制

1、杭州電子科技大學(xué)電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實驗設(shè)計報告實驗名稱 :步進(jìn)電機控制實驗序號 :4小組號:4A姓名學(xué)號 : 張永杰 13083137黃濤13083612鄭康佳13083411指導(dǎo)教師 :黃繼業(yè)2015年1月4日一引言：步進(jìn)電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進(jìn)角）。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的； 同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。常見的步進(jìn)電機分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（ VR）和混合式（ HB）。實

2、驗中使用的是永磁式步進(jìn)電機24BY 型，下圖是該電機的接線圖，從圖中可以看出，電機共有四組線圈，四組線圈的一個端點連在一起引出，這樣一共有5 根引出線。要使用步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動，只要輪流給各引出端通電即可。將COM端標(biāo)識為 C，只要 AC、A C、BC、B C，輪流加電就能驅(qū)動步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)，加電的方式可以有多種，如果將 COM端接正電源，那么只要用開關(guān)元件（如三極管），將A、A 、B、B 輪流接地。二實驗要求：1（基本）：控制四相六線式步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動（四相八拍方式）2（基本）：顯示步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)、角度和方向三（擴(kuò)展）：用非接觸的方式實時監(jiān)測步進(jìn)電機的工作狀態(tài)四實驗器材清單：名稱型號數(shù)量驅(qū)動芯片L

3、2981 片霍爾元件cs31441 個二極管80508 個電容100uf 、0.1uf各 2 個電阻2K1 個四：實驗電路原理圖1：驅(qū)動電路原理圖：2:驅(qū)動電路工作原理：L298N是 SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4 通道邏輯驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器， 即內(nèi)含二個 H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、2A 以下的電機。OUT1、OUT2和 OUT3、OUT4之間分別接兩電機。 IN1、IN2、IN3、IN4引腳從單片機接輸入控制電平，控制電機正反轉(zhuǎn)。3：L298控制單雙八拍的邏輯表：A 電機B 電機IN1IN2IN3IN4010001

4、100010101010001001000101014.霍爾模塊電路圖4：霍爾模塊工作原理：霍爾傳感器是對磁敏感的傳感元件， 這種傳感器是一個 3 端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路（ OC）門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。將有字面對準(zhǔn)自己，三根引腳從左向右分別是 Vcc，地，輸出。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號， 其機械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單， 只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼， 讓霍爾開關(guān)靠近磁鋼， 就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。 如果在圓周上粘上多粒磁鋼， 可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。 根據(jù)這些輸出的脈沖可以實現(xiàn)實時

5、監(jiān)測電機的工作狀態(tài)。5.實驗所用的程序代碼：源碼目錄：USER:main.cSTM32: ( 庫文件 )Driver:key.ckey.hstepmotor.cstepmotor.hkey.ckey.hTIM3.cTIM3.h12864.c12864.h/*要求：控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動， 8 拍顯示步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動圈數(shù)，角度，方向。非接觸方式實時監(jiān)測*/#include "stepmotor.h"#include "TIM3.h"#include "key.h"#include "12864.h"#include "

6、;stm32f10x_exti.h"u8 i,j,keynum,direction=0;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_

7、GPIOD,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_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_Line

8、15;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;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_

9、InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);void EXTI15_10_IRQHandler(void)interrupt_num +; /霍爾元件監(jiān)測到一次 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15);int main()delay_init();EXTIX_Init();KEY_Init();Motor_GPIO_Init();lcd_gpio_i

10、nit();lcd_init();TIM3_Int_Init(9999,7199); /1sSpeedtime=900;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(

11、keynum)case 1:direction+;if(direction=4)direction=0;break; case2:Speedtime-=100;if(Speedtime=600)Speedtime=900;break; default:break;lcd_6x8_num(45,7,interrupt_speed); /每秒轉(zhuǎn)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_n

12、um2);else if(direction=1)Motor_8(Speedtime);i+;angle=7.2 * i;if(i=50)/達(dá)到一圈i=0;loop_num1+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(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

13、(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(0,2,"Backward direction ! ");void TIM3_IRQHandler(void)/static u16 a=0;if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) / 檢查指定的 TIM 中斷發(fā)生與否 :TIM 中斷源T

14、IM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);/清除 TIMx的中斷待處理位 :TIM中斷源interrupt_speed=interrupt_num ;/N/sinterrupt_num=0;五：實驗測試結(jié)果本次實驗最后驗收的效果是比較好的，基本上沒有出錯， 完成了所有要求的內(nèi)容，測量的結(jié)果也比較精確。六：設(shè)計總結(jié)本次實驗的設(shè)計主要體現(xiàn)在驅(qū)動電路上，本來準(zhǔn)備是采用ULN2003來作為驅(qū)動芯片，后來查了一下資料發(fā)現(xiàn)ULN2003 ，只能向它灌入電流，輸出為高阻態(tài)，基本沒輸出電流。它一般用來吸收電流的。比如數(shù)碼管驅(qū)動，或者兩相五線、兩相六線的步進(jìn)電機，這種步進(jìn)電機有一個或兩個公共端可以接電源正極，驅(qū)動電機，電流從其他