步進(jìn)電機(jī)控制

1、杭州電子科技大學(xué)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報告實(shí)驗(yàn)名稱：步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)序號:4小組號： 4A姓名學(xué)號：指導(dǎo)教師：黃繼業(yè)2015年1月4日一.引言：步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)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(jī) 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(jī)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(jī)分三種：永 磁式（PM ,反應(yīng)式（VR）和混合式（HB 。實(shí)驗(yàn)中使用的是永磁式步進(jìn)電 機(jī)24BY型，下圖是該電機(jī)的接線圖，從圖中

2、可以看出，電機(jī)共有四組線圈， 四組線圈的一個端點(diǎn)連在一起引出， 這樣一共有5根引出線。要使用步進(jìn)電 機(jī)轉(zhuǎn)動，只要輪流給各引出端通電即可。將 CO淵標(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(jī)運(yùn)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(shí)驗(yàn)要求:1 .（基本）：控制四相六線式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動（四相八拍方式）2 .（基本）：顯示步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動圈數(shù)、角度和方向三.（擴(kuò)展）：用非接觸的方式實(shí)時監(jiān)測步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)四.實(shí)驗(yàn)器材清單：名稱型號數(shù)量驅(qū)動芯片L2981片霍爾元件cs31441個二極管80508個電容

3、100uf、各2個電阻2K1個四：實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jī)。OUT1 OUT牙口 OUT3 OUT4之間分別 接兩電機(jī)。IN1、IN2、IN3、IN4引腳從單片機(jī)接輸入控制電 平，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。3 : L298控制單雙八拍的邏輯表：A電機(jī)B電機(jī)IN1IN2IN3IN4010001100010101010001001000101014 .霍爾模塊電路圖4:霍爾模塊工作原

4、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，具機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測電機(jī)的工作狀態(tài)。5 . 實(shí)驗(yàn)所用的程序代碼：源碼目錄：USER:STM32: （ 庫文件 ）Driver:/

5、*要求：控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，8 拍顯示步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動圈數(shù)，角度，方向。非接觸方式實(shí)時監(jiān)測*/#include ""#include ""#include ""#include ""#include ""u8 i,j,keynum,direction=0;u16Speedtime,loop_num1=0,loop_num2=0,interrupt_num=0,interrupt_speed =0;double angle=0;EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;GP

6、IO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;void EXTIX_Init(void)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);= GPIO_Pin_15;= GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_

7、PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource15); =EXTI_Line15;= EXTI_Mode_Interrupt;= EXTI_Trigger_Rising;= ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);= EXTI15_10_IRQn;= 0x0F;= 0x0F;= ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);void EXTI15_10_IRQHandler(void)interrupt_num +;.");lcd_6x8(0,3,"Loop Num1:"

8、;);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:break;

9、每秒轉(zhuǎn)速lcd_6x8_num(45,7,interrupt_speed); / 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= * i;if(i=50) / 達(dá)到一圈i=0;loop_num1+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,3,l

10、oop_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= * j;if(j=50)j=0;loop_num2+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);lcd_6

11、x8(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TIM_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(shí)驗(yàn)測試結(jié)果本次實(shí)驗(yàn)最后驗(yàn)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(jì)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在驅(qū)動電路上，本來準(zhǔn)備是采用ULN200球作為驅(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(jī)，這種步進(jìn)電機(jī)有一個或兩個公共端可以接電源正極，驅(qū)動電機(jī)，電流從其他