文档介绍：基于单片机的步进电机 控制系统设计作者姓名:专业名称:电气工程及其自动化指导教师:,但步进电机不能像直流电机,交流电机在常规下使用,它必须有双环型脉冲信号,功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此,设计步进电机具有现实意义和实用价值。本文通过MCS-51单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机驱动电路和LED显示电路的设计,包括硬件系统设计和软件系统设计,来实现步进电机的控制。系统为一自动控制系统,通过按键向单片机输送控制信号,控制步进电机的转速和方向,重点阐述了脉冲产生电路以及对速度和方向的控制,该系统具有成本低,控制方便的特点。 ——步进电机分类径向分相式:电机各相按圆周依次排列轴向分相式:电机各相按轴向依次排列按各相绕组分布单定子式;双定子式;三定子式;多定子式。按定转子数伺服式:输出力矩在几百~,只能驱动较小的负载,要与液压扭矩放大器配用,才能驱动大负载。功率式:输出力矩在5~,可以直接驱动大负载。按输出力矩的大小反应式:转子无绕组,由被励磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。励磁式:定、转子均有励磁绕组(或转子用永久磁钢制成)由电磁力矩实现步进运行。按力矩产生的原理具体类型分类型式现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。,动态性能好,但步距角大。,生产成本低,步距角小;但动态性能差。、永磁式步进电动机两者的优点,步距角小,输出力矩大,动态性能好,是目前性能最高的步进电动机。应用最为广泛。综合以上概述本设计选择的混合式步进电机。步进电机概述 ——速度控制如果电机每转动1圈需要脉冲数为:n=360/=240,则每转一圈要240个脉冲,若要求25转/分,则每秒要产生脉冲数为:n1=25/60*240=100。为此我们得出转速与每秒产生的脉冲个数关系为:N=V/60*240=4V式中V为要控制的速度,N为所需脉冲个数。有了上述关系我们就不难推出定时时间与速度之间的关系:T=1/N=1/4V若定时器控制位TMOD=01H,那么定时器的计数初值与转速之间的关系为:步进电机概述 ——速度控制X=261-1/4V*foc*12式中foc为晶振频率。为此我们可以得出步进电机转速与定时器定时常数关系,见右表为此我们只要将定时器的初值写入表格,利用查表程序就可以完成电机速度的控制。步进电机概述 ——方向控制一般步进电机来说,驱动器的输入共用3路,它们是:步进脉冲信号CP,方向电平DIR,脱机信号PREE。,也就是说;驱动器每接受一个CP脉冲就驱动步进电机一个旋转的步距角,CP脉冲的频率改变则会使步进电机的转速改变,控制CP脉冲的个数,则可以使步进电机精确定位。步进电机概述 ——,此端为高电平时,电机一个转向,此端为低电平时,电机转向另一个方向,电机转向必须在电机停机后进行,并且换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP脉冲结束以及下一个方向的第一个脉冲前发出。,步进电机处于锁定状态,或则运行状态,当用户想手动调整电机而不想关闭驱动器电源,这时就可以用到此信号。如果不需要此功能,此端不接即可。步进电机概述 ——位置控制步进电机不需要位置传感器,就可依照输入的脉冲数决定移动量,并将负载顺利、正确地送达指定位置点上。移动量的大小,是依照电机分辨率的大小与输入的脉冲数决定的,脉冲数与位移量间的关系如下:位置移动量=步进电机分辨率x输入脉冲数