步进电机控制系统设计与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com务IlI5地步进电机控制系统的设计及应用Designandapplicationofthesteppermotorcontrolsystem高琴，刘淑聪，彭宏伟GAOQin，LlUShu．cong，PENGHong-wei(防灾科技学院防灾仪器系，三河065201)摘要：步进电机控制系统由AT89S52单片机控制，该系统可实现步进电机以五个速度档正转、反转、加速、减速；实现1602液晶显示步进电机的正反转速度，以及给定转速。详细介绍了整个系统的软硬件设计及部分电路图，系

2、统通过对步进电机实现角位移控制，对地震旋转振动台的模型进行了初步探究。关键词：步进电机；单片机；控制系统；地震中圉分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1009-0134(2012)oi(上)一0150—03Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2012．O1(E)．470引言传统的步进电机控制方法是由触发器产生控制脉冲来进行控制的，但此种控制方法工作方式单一而且难于实现人机交互，当步进电机的参数发生变化时，需要重新进行控制器的设计⋯。而且由传统的触发器构成的控制系统具有控制电路图

3、1系统硬件设计框图复杂、控制精度低、生产成本高等缺点。为了克4×4矩阵键盘分别进行控制运算、显示、控制输服传统控制器的缺点，满足工业生产新的控制要入。硬件部分设计框图如图1所示。求，在此需要采用一种以单片机为核心的新型控1．1脉冲发生模块制器。步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号步进电机的驱动脉冲是由单片机产生的。在转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就这采用P1．7，P1．6，P1．3，P1．2分别对步进电机的转动一个角度，其最大特点就是通过输入脉冲信A，A’、B，B’端口输入脉冲。脉冲的频率通过软

4、件来号来进行控制，电机总转动角度由输入脉冲数决设定。定，电机的转速由脉冲信号频率决定，因此适合两相四线步进电机的工作方式有】：于单片机控制，单片机通过向步进电机驱动电路1)两相四拍：A—B—A’一B’一A一⋯一；发送控制信号就能实现对步进电机的控制口】。2)两相双四拍：AB—BA’一A’B’一B’A—AB一⋯．．；1系统硬件设计3)两相八拍：A—AB—B—BA’一A一A’B’一B’一控制系统的设计分为两大部分：硬件部分和B’A—A一⋯⋯：软件部分。硬件部分的设计包括脉冲发生模块、本文采用两相八拍。其工作方

5、式通电换相的电流放大模块、液晶显示模块和键盘输入模块四相序如上3)所示，共8个状态。如果P1口输出的个部分。软件部分的设计包括键盘扫描模块、脉控制信号中，用“0”和“l”分别代表绕组通电和冲发出模块、液晶显示模块、延时模块和加减速断电，则可用85'-控制字来对应这8个状态。在程模块等。序中，只要依次将这8个控制字送到Pl口，每送一本文使用的是两相混合式步进电机，型号为个控制字，就完成一拍，步进电机转过一个步距42H33H一1334A，最小电压为2．8V，最小电流为1．33A，角。程序可根据这个原理来设计。

6、电阻为2．1Q，电感为2．5H，静转矩2．2kg‘cm。1．2电流放大模块采用AT89S52单片机、l602液晶显示屏、本文采用的驱动芯片是L298N芯片。L298N是收稿日期：2011-08-27基金I翼目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(ZY20110209)；防灾减灾青年科技基金(201011)作者简介：高琴(1982一)，女，湖北天门人，讲师，硕士，主要从事检测技术与自动化装置的应用研究。【15o】第34卷第1期2012-01(上)学兔兔www.xuetutu.com身-I訇似．高电压，大电流

7、双全桥驱动芯片，L298N~f单极性。在本设计中，使用中断2进行最基本的定时一O234567和双极性两种工作方式，本方案选用单极性工作l0laS。使得脉冲频率方便改变。以下是选用中断方式，通过单片机控制L298N，使得从单片机发出一2、计时初始化和启动中断2的语句：的驱动脉冲经过L298N电流放大，然后驱动步进电TMOD=0x22；机。在这使用P1．0，PI．1，P1．4，P1．5控~t

8、L298NTH0=246；的使能端口，在单片机输出驱动脉冲前全部置为TLO=246：【工l正234lll撇E【Ij●2

9、34lll高电平——使能。根据L298N的原理，将4路驱动EA=1；脉冲都分别通过两个端口输入，两个端口输出，ET0=I；最后并联，以提高步进电机的驱动电流。部分电TR0=1；路如图2所示。2．2定时步进电机驱动脉冲程序●A，首先，将需要发出的脉冲以十六进制数型式Ba积『rIaHH丌2存入数组。然后根据所设定的脉冲频率，逐个输aI爪『r3脚a7m『r4出数组内的数到P1口，即产生相应的脉冲。部分程序如下：定义数组：a朋Jrlu