運動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（第2版）課件 4.2.7 步進驅(qū)動器基本原理b2

運動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試高等教育出版社主講：南工機電教學(xué)團隊4.2.7步進驅(qū)動器基本原理（1）步進驅(qū)動器的組成步進電機的驅(qū)動單元包含脈沖分配（環(huán)行分配）和功率放大兩部分，如圖4-30所示步進電動機與驅(qū)動部分是一個不可分開的有機整體，步進電動機控制系統(tǒng)的性能除了與電機本身的性能有關(guān)外，在很大程度上取決于所使用的驅(qū)動電路的類型與優(yōu)劣。若步進電動機按兩相四拍方式運行，則脈沖分配器輸出的A+、A-、B+、B-相信號1.基本原理4.2.7步進驅(qū)動器基本原理當方向電平為低電平時，脈沖分配器的輸出按A+→A-→B+→B-順序循環(huán)產(chǎn)生脈沖，電動機正轉(zhuǎn)；當方向電平為高電平時，脈沖分配器的輸出按A+→B-→A-→B+的順序循環(huán)產(chǎn)生脈沖，電動機反轉(zhuǎn)。脈沖分配器輸出的每一相脈沖信號都需要通過功率放大以后才可以連接到步進電機的各相繞組，從而使步進電機產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩帶動負載。4.2.7步進驅(qū)動器基本原理（2）步進電動機的脈沖分配器步進電動機的脈沖分配器可由硬件或軟件方法來實現(xiàn)。硬件環(huán)形分配器響應(yīng)速度快，維護方便，但不易實現(xiàn)變拍驅(qū)動。軟件方法由控制系統(tǒng)用軟件編程來實現(xiàn)，易于實現(xiàn)變拍驅(qū)動，節(jié)省了硬件電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。下面以軟件為例。軟件環(huán)形分配的方法是利用計算機程序來設(shè)定硬件接口的位狀態(tài)，從而產(chǎn)生一定的脈沖分配輸出。對于不同的計算機和接口器件，軟件環(huán)分有不同的形式。現(xiàn)以單片機為例加以說明。4.2.7步進驅(qū)動器基本原理8051單片機本身包含4個8位I／0端口，分別為P0、P1、P2、P3。若要實現(xiàn)兩相四拍方式的脈沖分配，需要四根輸出口線，本例中選P1口的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3位作為脈沖分配的輸出。如圖4-32所示根據(jù)8051單片機的基本原理，對P1.0、P1.1、P1.2、P1.3位編程使其按表4-4規(guī)定改變輸出狀態(tài)就實現(xiàn)了三相六拍分配任務(wù)。4.2.7步進驅(qū)動器基本原理序號P1.7P1.6P.15P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0接通相TABLEXXXX0001A+TABLE+1XXXX0010A-TABLE+2XXXX0100B+TABLE+3XXXX1000B-表中P1.4～P1.7位在此例中沒使用，可任意設(shè)為1或0，一般設(shè)為0。若設(shè)定為0，則向端口P1輸送的內(nèi)容依次為：01H、02H、04H、08H。4.2.7步進驅(qū)動器基本原理設(shè)計一個正轉(zhuǎn)子程序和一個反轉(zhuǎn)予程序供主程序調(diào)用。正轉(zhuǎn)子程序按順序取表中的內(nèi)容輸出到P1端口，而反轉(zhuǎn)子程序按逆序取表中的內(nèi)容輸出到P1端口。主程序每調(diào)用一次子程序，就完成一次P1端口的輸出。主程序調(diào)用子程序的時間間隔（可用軟件延時或中斷的方法實現(xiàn)）決定了輸出脈沖的頻率，從而決定步進電機的轉(zhuǎn)速。正轉(zhuǎn)子程序清單CW：CJNERO，＃4，CW1；RO指示數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)輸出的相對指針，“＃4”為4拍，即4次一個循環(huán)。MOVRO，＃0；

若指針已指到表尾，則將指針重指表頭CW1：MOVA,ROMOVDPTR，#TABLE；

指針DPTR指向表頭MOVCA，

＠A＋DPTR；從表中取值送到A中MOVP1，