基于mcu控制的步进电机驱动器设计

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1、摘要为了减小步距角,提高分辨率,增加步进电动机运行的平稳性,提出了细分驱动的解决方案;采用线性与正弦相叠加的电流细分方案，以高速、高性能C8051F020单片机为核心，结合步进电机驱动芯片L297／298，设计出步进电机的斩波恒流细分驱动控制系统。此驱动系统的电路结构简单，由于步进电机运行所需的步进脉冲主要有L297产生的，大大降低了MCU与程序设计的负担。实际运行表明，步进电机运行稳定，具有步距角小、转矩恒定、功耗低等优点，提高了定位准确度，达到精密控制的目的。关键字：步进电机C8051F020细分驱动L297／2

2、98AbstractInordertoimproveresolutionofstepmotorcontrolsystemandeliminatethemechanicalresonancecausedbylowfrequency,astepmotorcontrolsystembasedonmicro-steptechnologywaspresented.Byapplyinglinearityaddingsinmicrocurrentstepmethodwithhighspeedandperformancemicrop

3、rocessorC8051F020asthekernel，combiningwithblendingstepmotordrivingchipL297／298，thedrivingcontrolsystemofstepmotorofswitch-modeandconstantcurrentwasdesigned.Thecircuitdiagramofthecontrolsystemissimply,duetothesteppulseforthestepmotorrundemandwasproducebyL297,red

4、ucetheburdenofMCUandprogrammer.Theexperimentshowsthatthecontrolsystemrunsstablywiththemeritoflittlesteppingangleunvariedtorqueandlowpowerconsumptionandhasthehigherprecisionintherunningofstepmotor.Keywords:stepmotorC8051F020finedrivingL297／298目录第一章引言11．1步进电机的概述…

5、…………………………………………………………….11．2步进电机的驱动技术及发展21.2.1步进电机驱动技术21.2.2步进电机的驱动软件技术21.3步进电机的细分驱动技术3第二章基于单片机的二相步进电机细分驱动系统42.1步进电机的结构特点与工作原理42.1.1混合式式步进电机的特点42.1.2混合式步进电机的基本工作原理52.2C8051F020单片机62.2.1C8051F020功能特点62.2.2单片机最小系统介绍72.3Ｌ２９７／Ｌ２９８功能介绍112.4　步进电机的细分及其电流最佳设计122.4.1　细分

6、原理122.4.2步进电机电流的非线性设计13第三章硬件设计153.1硬件电路的具体应用153.1.1C8051F020应用介绍153.1.2L97/L298的应用163.2控制电路183.2.1键盘输入183.2.2串行通信接口19第四章步进电机驱动电路软件设计204.1驱动器个程序模块开发204.1.1主程序设计204.1.2定时器中断服务程序214.1.3按键输入及控制程序224.1.4串口通信程序234.2细分数据的产生与存储244.3I/O口设置及各参数意义254.4本章总结27第五章驱动控制器的调试285

7、.1控制系统的硬件组成285.2驱动器调试结果分析31结论33参考文献34致谢35附录A：部分程序清单36附录B：外文资料翻译原文部分37附录C：外文资料翻译译文部分41第一章引言1．1步进电机的概述在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着至关重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中，都大量使用着各种各样的电动机。电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁化技术、自动控制技术微机应用技术的最新发展成就。步进电机作为数字式执行元件，是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移

8、或线位移的电磁机械装置。步进电机每接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度称为。步距角。。因此，步进电机又称作脉冲马达。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机具有结构简单，转子惯量底，定位精度高，无累积误差，计算机接