步進(jìn)電動機(jī)的設(shè)計及仿真

1、物理與電子信息工程學(xué)院電子系統(tǒng)設(shè)計實驗報告實驗名稱：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)班級：學(xué)號：姓名：同組者：一、實驗?zāi)康模?、掌握步進(jìn)電機(jī)工作原理，設(shè)計步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路;2、了解步進(jìn)電動機(jī)環(huán)型分配器和驅(qū)動電路功能；3、掌握硬件電路調(diào)試的基本方法、步驟；4、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。5、培養(yǎng)學(xué)生對電子系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計能力；6、掌握系統(tǒng)電路設(shè)計報告的一般書寫格式和方法。二、實驗要求：任務(wù)一：根據(jù)步進(jìn)電機(jī)工作原理設(shè)計硬件驅(qū)動電路；設(shè)計出原理圖并進(jìn)行焊接調(diào)試；用單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制程序的初步設(shè)計，通過LED指示燈模擬實現(xiàn) 步進(jìn)電機(jī)環(huán)型分配器功能。任務(wù)二：用示波器觀察驅(qū)動信號，實現(xiàn)軟件控制

2、；通過軟件編程實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的多種控制功能，如啟停、工作方式設(shè)定、正反轉(zhuǎn)控制等。 任務(wù)三：能夠驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)動，控制啟停；能夠通過按鍵使步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；通過按鍵控制步進(jìn)電動機(jī)速度的增減；通過按鍵設(shè)置步進(jìn)電機(jī)工作方式能夠用數(shù)碼管顯示步進(jìn)電動機(jī)的速度；能夠通過鍵盤精確的設(shè)定步進(jìn)電動機(jī)的速度；（轉(zhuǎn)/min）三、實驗儀器：1、 單片機(jī)實驗板1套2、電腦1臺、示波器1臺、焊接工具1套、萬用表1臺3、L298 1個，L297 1個，通用板1塊，0.5 Q電阻2個，1K電阻1個，10K電阻2個，22K電阻1個，500K電阻3個，6引腳連接頭3個，3.3nF電容1個，103電容2個，IN5822 4個

3、， 電線若干四、實驗內(nèi)容：一.關(guān)于步進(jìn)電動機(jī)基本工作原理：當(dāng)U相通電，V、W相不通電，1、3齒與U相對齊;當(dāng)V相通電，U、W相不通電，2、4齒與V相對齊;當(dāng)W相通電，U、V相不通電，1、3齒與W相對齊;日)訂柚調(diào)電mv州菌電bw相通電單三拍通U方式時衿亍的位置當(dāng)通電順序為U-V W-U -V 時，轉(zhuǎn)子便順時針方向一步一步地轉(zhuǎn)動，通電狀態(tài)每換接一次， 轉(zhuǎn)子前進(jìn)一步，一步對應(yīng)的角度稱為步距角。電流換接三次，磁場旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)子前進(jìn)一個齒距的位置， 一個齒距所對應(yīng)的角度稱為齒距角(此例中齒距角為90度)當(dāng)改變通電順序時，將改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。2.通電方式單相輪流通電方式：每次切換前后只有一相繞組通電。在這

4、種通電方式下，電動機(jī)工作的驅(qū)動能力 弱，穩(wěn)定性較差，容易失步。上述例子即為單向輪流通電方式，稱為三相單三拍通電。雙相輪流通電方式：每次有兩相繞組通電，通電狀態(tài)切換時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，且輸出力矩較大， 方式定位精度高而且不易失步。以三相反應(yīng)式電動機(jī)為例，雙相輪流通電方式為：UV VW-WU UV 稱為三相雙三拍通電。單雙相輪流通電方式上述兩種通電方式的組合。即通電方式為：U UV V VWW WU U 稱為三相六拍通電，如圖所示。三相六拍通電方式的步距角減小一倍。町u相通電msv相通電針V相通電由g相通電步逝電動機(jī)的通電方式步進(jìn)電動機(jī)的舉例采用四相步進(jìn)電機(jī)，工作電壓12V。單片機(jī)控制步進(jìn)脈沖分配。

5、A：驅(qū)動輸入，與P1.0相連，低電平有效;B：驅(qū)動輸入，與P1.1相連，低電平有效;C：驅(qū)動輸入，與P1.2相連，低電平有效;D：驅(qū)動輸入，與P1.3相連，低電平有效。四相步進(jìn)電動機(jī)控制模型方式P1端口 （電平有效0,無效1）十六進(jìn)制通電繞組76543（D 相）2（C 相）1（B 相）0（A 相）四 相 單 四 拍111111100FEHA相111111010FDHB相111110110FBHC相111101110F7HD相四 相 雙 四 拍111111000FCHAB相111110010F9HBC相111100110F3HCA相111101100F6HAD相四 相 八 拍111111100F

6、EHA相111111000FCHAB相111111010FDHB相111110010F9HBC相111110110FBHC相111100110F3HCD相111101110F7HD相111101100F6HDA相4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路圖器件清單R5 0.5 , R4 0.5, R10 1K, cl 3.3nF, R9 5K, R3 10K, R12 10k, R7 22K, c2 103, c3 103,R6 500K, R2 500K, R1 500K, Connector CON6 J1 J2 J3步進(jìn)電動機(jī)設(shè)計電路圖如下SMS Hcqni v 二 no Aosudo NVnZH zMcm+

7、V)OAOS CQVU .MCMAOS 0 i 二 NVnZH s - HgottoM AOszvnzH docn cM iwnzz 皇0MONI avwqum SMSNIcqni IZH 二H mz v 二 no Aosudo - wnzz zMcm+V)3T - HOOttoM Aoszvnzz avwqum avwqumSMS Hcqni IZH 二 HCQNr dem WH。# 二no mo 二 SdQLSH。寸OM。 汨薛 d w BM -n。 4de- i 容 技 s - 0 7d MeLLJlw EhJNQtJ.CALL DELAYINC R0JMP FZUAN1 ,FZ1:CA

8、LL DELAY;延時去干擾JNB HT,$CALL DELAYJMP FZUANSTOPS: CALL DELAYJNB TZ,$CALL DELAYJMP STOPS1 ; ;DELAY: MOV R1,#255;延時子程序D1:MOV R2,#255DJNZ R2,$DJNZ R1,D1RETDelayS: MOV R5,#0AHL1:MOV R6,#0FFHDelay0: MOV R7,#0FFHDelay1: DJNZ R7,Delay1DJNZ R6,Delay0DJNZ R5,L1RET ;TAB:DB 33H,96H,0CCH,69H,00H;正轉(zhuǎn)碼DB 33H,69H,0CCH,96H,00H;反轉(zhuǎn)碼END五、實驗結(jié)果rg se I日匚玉:1廠:二土 閂1y-c ISEH/BLE WG