文档介绍：Ξ
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第 27 卷第 5 期河北师范大学学报(自然科学版) Vol. 27 No. 5
2003 年 9 月 Journal of Hebei Normal University (Natural Science Edition) Sep. 2003
AVR 单片机 A T 90 S 8515 控制系统中
步进电机的驱动控制
刘瑞安1 , 高振华2 , 栗淑花3
(1. 天津师范大学物电学院,天津 300074 ; 2. 北京科技大学文鑫技术有限公司,北京 100083 ;
3. 石家庄市梨花等级面粉厂生产科,河北石家庄 050021)
摘要:设计了基于 8515 单片机的可驱动多个电机同时工作的硬软件. 在 8515 控制下,步进电机可选择
不同的运行方式. 实现了步进电机多种驱动模式和模式组合下的驱动,提高了定位精度,并实现了快速返回.
Ξ关键词:步进电机; 8515 单片机; 控制系统
中图分类号: TP 368 文献标识码:A 文章编号:1000 5854 (2003) 05 0476 04
步进电机是一种将电脉冲信号转换为相应的角位移的机电设备. 能快速起停,间歇运动及小角度转
动,其转角和转速不受电压波动和负载变化的影响,也不受环境条件如温度、气压、冲击、振动等的影响,
但与驱动脉冲频率有关. 此外,在一般情况下(不丢步的情况下) ,其步距误差不会长期积累. 正因为步进
电机有快速起停,精确的小步距转动及可直接由脉冲驱动等优点,所以在精密运动系统和自动控制系统
中被广泛地运用.
笔者在进行紫外可见分光光度计、微机实时测控系统及步进电机参数测试系统的研发过程中,设计
了基于 8515 单片机[1 ]的步进电机驱动控制硬软件,为步进电机的驱动提供相应的驱动脉冲,步进电机
可选择二相四拍或二相八拍的运行方式,可选择电压驱动或电流驱动. 在 8515 控制下,作通用时最多可
驱动 6 个电机同时工作,通过软件实现步进电机的启动、停止、变向、正反转、暂停、单步转、加减速及定
步等不同的驱动模式和模式组合. 其中步进电机的驱动将通过 8515 口线控制驱动电流或电压来实现.
通过 8515 对 6 个电机的顺序扫描,实现 6 个电机不同模式的驱动控制,并可快速返回.
1 步进电机驱动控制
设计中,开关激磁(励) 信号由 8515 产生,构成以 8515 为核心的步进电机控制系统. 由于步进电机
需要一定的驱动功率,而控制信号往往功率很小,必须经过缓冲放大环节,驱动电路应能改善电流波形,
有续流功能,电路简单、可靠,功耗低,效率高. 步进电机主要由硬件完成驱动. 8515 提供步进脉冲的信
号,步进脉冲的产生与停止、步进脉冲的频率和个数都用软件控制.
二相四拍的步进电机的驱动原理如图 1 所示,转子是按步转动的,通过按一定的顺序激发的 4 个线
圈来完成预定的工作. 转子每一步转过标准的角度(在示例中是 1. 8°) ,其中步进电机的 4 个线圈由晶体
管放大器件 Q1~Q4 驱动,而晶体管的基极则直接与 8515 的 B 口输出引脚( PB0~PB4) 相连.
步进电机的转动是由电脉冲按一定的顺序加到电机线圈上来实现的. 线圈通电顺序与步进电机