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基于的步进电机控制器设计

辽宁科技大学电信学院王海华宋蕾

摘要:本文设计了一种基于的步进电机控制系统。它以作为核心器件,极大地减少了外围元件的使用。具有系统
扩展性能好、可靠性高、抗干扰能力强、结构简单、成本低廉,不占用时间、易于高速控制等优点。
关键词:步进电机,控制器,
中图分类号: 文献标识码:
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前言系统硬件设计术
步进电机可在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率实现采用公司系列的创
调速、快速起停、正反转控制等,由其组成的开环系统简单、可。驱动电路原理图如图所示。
靠,因此它被广泛的运用于数控机床、自动记录仪、工业机器人、新
无损检测等系统中,步进电机的性能很大程度上取决于其控制
系统。基于的步进电机控制系统具有端口多,可自由
编程定义其功能等特点,大大缩减了电路的体积、提高电路的稳
定性。先进的开发工具使整个系统的设计调试周期大大缩短。利
用语言进行软件编程,通过设计软件对程序编译、
优化、综合、仿真、适配,可以对步进电机控制实现数字输入。系
统外围电路设计相对简单、可靠,且鉴于和语言自
身的特点,系统具有较好的扩展性,在控制系统中也具有一定的
通用性。
图驱动电路原理图
系统设计方案输出控制信号连接至图上的、、、四个端
口。其控制信号经光电隔离后进入。是
如图所示。首先输入原始时钟信号,经过分频器得到
一片集成了个达林顿管的芯片。来自光耦合的高电平
按键判断周期和频率为的时钟信号, 的信
信号经过以后,输出端与地导通。步进电机的正
号经过外部硬件分频以后输入芯片,作为电机的转速信号。由按
极接上的工作电压,负级接在的输出端,当
键输入四个控制信号,和电机的转速频率信号一起送入电机控
的口为低电平时,步进电机的负极与地开路,正
制状态机,由状态机根据不同的输入来选择电机输出控制信号。
负极之间没有压差,电机不运转;当的口为高电
平时,步进电机的负极与地导通,正负极之间形成压
差,电机运转。
步进电机的转速是由四个线圈的通电速度决定的,也就
是由输入脉冲的频率决定的,因此,步进电机的转速选择其
实就是输入脉冲的频率选择。本设计采用双四位二进制计数
器进行硬件分频。频率源为的的频
率,将内部的触发器串联,就能将的频
图系统设计框图率分频得到、等比倍率为的频率,这些频率
通过硬件选择器选择输入至的口就能进行电机转
王海华讲师硕士
速的控制了。
《技术应用例》邮局订阅号: 元年
控制系统中文核心期刊《微计算机信息》测控自动化年第卷第期
软件设计来,且为高电平的时候,状态机根据不同的和
的值在, 之间转换,最后根据当前状态的
本设计使用进行系统的软件设计及仿真。值对信号进行赋值,再将的高低位分别赋值给电机的线圈
是提供的开发集成环境,支持通电信号,,,。
的硬件描述语言。首先由外部的按键产生(复
位)、(使能)、(模式)、(转向)四个控制脉冲
信号,脉冲信号经过消抖模块进行消抖后送入主控制器。由
于、、这三个信号在主控制器内为电平有效, 如果复位信号