文档介绍：1前言
设计一步进电机驱动控制系统，能实现步进电机的正转、反转、手动和自动控制，被控 电机为3相步进电机，型号是36BF003,正常工作时相电压的标称值为27V,正常工作时相 ,保持转矩是78毫采用大功率的管子来代替L298N对步进电机进行驱动，成本比较低，缺点是管子的特性有一定 差异,对驱动效果有一定的影响，且电路较复杂。
图2. 3单片机控制结构图
2方案选择
由于方案二和方案三都存在连接电路较复杂，尤其是方案三，其驱动电路以及LED显示 电路都很复杂，而方案一则所连接的的电路较为简单，而且易于实现控制，故经过对各方案 的优缺点进行比较后，本次设计采用方案一。
3单元模块设计
系统的稳定运行需要多个电源，脉冲源、环行分配器需要5伏的电压，而驱动电路，步 进电机需要27伏的稳压电源。因此本次设计的电源采用三端可调正集成稳压器。
2功率放大器设计
由环形分配器输出的脉冲功率很小，要进行功率放大，使脉冲电流达到1〜10A,才足以 驱动步进电机旋转。为了使步进电机有较大的高频转矩，还应该能获得较大的高频电流，为 此发展了多种功率放大电路，本次设计采用图3. 2所示的功放电路。
本设计选用AT89C51为环形脉冲分配器，ULN2003 (国产型号为5G1413)是七路达林顿驱 动器阵列，是个集电极开路(0C)。通常应用时是 把负载步进电机的一端接到VDD(12V)上，另一端接到输出引脚上，如16脚。为了防止程序 进入死循环，增加了外部的硬件看门狗定时器MAX813L,其内部的看门狗定时器监控UP/UC 的工作。如果在1. 6s内未检测到其工作，内部的定时器将使看门狗输出WDO处于低电平状态, WDO将保持低电平直到在WDI检测到UP/UC的工作。将WR和WDO连接可使看门狗超时产生复 位。采用ULN2003A驱动步进电机。
4时钟脉冲产生电路
时钟脉冲产生电路，能实现步进电机的正转、反转、手动(点动)和自动控制。本次设 计的时钟脉冲电路采用晶振电路来实现，晶振的频率较大，稳定度高，且频率精准，我们可 以利用分频的方法使晶振的频率变小，可以使电机工作稳定。
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机 就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、 永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。本次设计主要采用的电机型号为 36BF003o
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即 电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：
1） 控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺 序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A, B, C, D相的通断。
2） 控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
3） 控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉 冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行 调速。
4特殊器件介绍
1晶体振荡器
为了提高振荡频率的稳定度，可以使用晶体或陶瓷（Cer-amic）振荡子等压电元件。此除 了可以应用于高频率振荡电路以外，尚可以使用于钟表与计数器等基准时间产生电路。
压电元件为利用机械振动与电气振动间的相互转换的作用，而且其固有振动数是由几何 尺寸所决定的。
（a）等效电路
（由于使用振荡器,可以使频率更为稳定。振荡领域为在串联谐振点fs与并联谐振点fp之间。） 图（a）所示的为其等效电路，图（b）所示的为其电抗（Reaetance）特性。fs为串联谐振频 率点fp为并联谐振频率点，其谐振频率分别如下：
1 fp = =
<?产2 — 2k !_♦——-
fg = 1/2tt7lC ] C1+C2
将晶体与陶瓷振荡器此较，陶瓷振荡器的电感性范围fs-fP为晶体的数十倍。因此，陶 瓷振荡器的频率稳定度比晶体差一些。
2 CW317三端可调正集成稳压器
CW317是常用的三端可调正集成稳压器，是一种性能优越的集成稳压电路，输出电压范 ~37