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(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱 :步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)序號(hào) :4小 組 號(hào):4A姓名學(xué)號(hào) : 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(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(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。通過控制脈沖個(gè)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(shí)通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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

2、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，從圖中可以看出，電機(jī)共有四組線圈，四組線圈的一個(gè)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(dòng)，只要輪流給各引出端通電即可。將COM端標(biāo)識(shí)為 C，只要 AC、A C、BC、B C，輪流加電就能驅(qū)動(dòng)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(dòng)（四相八拍方式）2（基本）：顯示步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、角度和方向三（擴(kuò)展）：用非接觸的方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)四實(shí)驗(yàn)器材清單：名稱

3、型號(hào)數(shù)量驅(qū)動(dòng)芯片L2981 片霍爾元件cs31441 個(gè)二極管80508 個(gè)電容100uf 、0.1uf各 2 個(gè)電阻2K1 個(gè)四：實(shí)驗(yàn)電路原理圖1：驅(qū)動(dòng)電路原理圖：2:驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器， 即內(nèi)含二個(gè) H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、2A 以下的電機(jī)。OUT1、OUT2和 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)IN1IN2IN

4、3IN4010001100010101010001001000101014.霍爾模塊電路圖.4：霍爾模塊工作原理：霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件， 這種傳感器是一個(gè) 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(duì)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(hào)， 其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡(jiǎn)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(hào)輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)不斷地產(chǎn)生脈沖信號(hào)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(gè)脈沖輸出。 根據(jù)這些

5、輸出的脈沖可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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:main.cSTM32: ( 庫(kù)文件 )Driver:key.ckey.h.stepmotor.cstepmotor.hkey.ckey.hTIM3.cTIM3.h12864.c12864.h/*要求：控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)， 8 拍顯示步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，角度，方向。非接觸方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)*/#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 +; /霍爾元件監(jiān)測(cè)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_num2);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(

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) / 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(cè)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(cuò)， 完成了所有要求的內(nèi)容，測(cè)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(dòng)電路上，本來準(zhǔn)備是采用ULN2003來作為驅(qū)動(dòng)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(dòng)，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(gè)或兩