步进电机控制系统设计.docx

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1、文理学院芙蓉学院课程设计报告课程名称：专业综合课程设计专业班级：自动化Iool班学号：40学生：M指导教师：建英完成时间：完成年6月13日报告成绩：评阅意见:评阅教师目期20136芙蓉学院教学工作部制摘要本文先介绍了混合式步进电机的结构和工作原理,分析了细分驱动对于改善步进电机运行性能的作用，论述了正弦波细分驱动可以实现等步距角、等力矩均匀细分驱动的原理,提出了一种基于H桥和其他分立元件分配脉冲的驱动技术,该方案可实现步进电机的单拍、半拍、双拍三种工作方式.本文采用限制电路主要由AT89C51单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、液晶显示电路组成,单片机是限制系统的核心.文中对整个系统的架构及

2、硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的介绍.关键词：单片机；正弦脉宽调制；混合式步进电机；细分驱动AbstractInthispaper,theworkingprincipleandconfigurationofthree-phasehybridStepperareintroduced,thenbasedontechnologiessuchassteppermotorcontroller,PWMinverterandmicrocontroller.Inthethesis,wedevelopasinglechipcomputer-baseddigitalcontrollingsystemforat

3、hree-phasehybridsteppermotorthatismainlyconstructedfromaAT89C51singlechipcomputerandST7920ICwhichisusedasthecoreofcontrolparts.Thesystem,swholearchitecture,thedesignofhardwareandsoftwareareintroducedindetail.KEYWORDS:Microcontroller,SPWM,Hiricisteppermotor,Micro-steppingdriver一、绪论11.1 步进电机概述11.2 步进电

4、机的特征11.3 步进电机驱动系统概述21.4 课题研究的主要容2二步进电机驱动系统的方案论证32.1 步进电机驱动系统简介32.2 步进电机驱动器的特点32.3 3混合式步进电机的驱动电路分类和性能比拟42.3.1双极性驱动器与单极性驱动器42.3.2单电压驱动方式62.3.3上下压驱动方式72. 3.4斩波恒流驱动82.4方案确实定8三混合式步进电动机驱动限制系统硬件设计83. 1单片机最小系统93.2 红外遥控电路103 .2.1红外发射电路104 .2.2红外接收电路123.3 LCD显示电路123.4 双机通讯143.5 步进电机驱动局部141 .5.1单极性步进电机驱动143 .5

5、.2双极性步进电机驱动153.6 电源电路16四软件设计184. 1主机LCD显示菜单程序184. 2双机通讯程序194.3下位机步进电机驱动程序21五驱动器试验结果225. 1概述226. 2试验容和结论22六总结23七致24八参考文献25九附录26题目名步进电机驱动及限制电路的设计一、绪论1.1 步进电机概述步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或直线运动的执行机构，由步进电机及其功率驱动装置构成一个开环的定位运动系统.当步进驱动器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(即步距角).脉冲输入越多，电机转子转过的角度就越多；输入脉冲的频率越高，电机的转速就越快.因

6、此可以通过限制脉冲个数来限制角位移量,从而到达准确定位的目的；同时可以通过限制脉冲频率来限制电机转动的速度，从而到达调速的目的.步进电机种类,根据自身的结构不同,可分为常用三大类：反响式(VR,也称磁阻式)、永磁式(PM),混合式(HB).其中混合式步进电机兼有反响式和永磁式的优点,它的应用越来越广泛.1.2 步进电机的特征步进电机具有自身的特点,归纳起来有：(1)位置及速度限制简便：步进电机在输入脉冲信号时,可以依输入的脉冲数量做固定角度的旋转而得到灵活的角度限制(位置限制).由于速度和输入脉冲的频率成正比,运转速度可在相当宽围平滑调节.(2)可以直接进行开环限制：由于步距误差不长期累积,可

7、以不需要速度传感器以及位置传感器,就能以输入的脉冲数量和频率构成具有一定精度的开环限制系统.(3)高可靠性：不使用电刷，电机的寿命长,仅取决于轴承的寿命.1.3 步进电机驱动系统概述步进电机的工作必须使用专用设备一步进电机驱动器.驱动器针对每一个步进脉冲,按一定的规律向电机各相绕组通电(励磁)，以产生必要的转矩,驱动转子运动.步进电机、驱动器和限制器构成了不可分割的3大局部.步进电机驱动系统的性能除与电机自身的性能有关外,在很大程度上取决于驱动器性能的优劣.当电机和负载己经确定之后,整个驱动系统的性能就完全取决于驱动限制方法.步进电机驱动方式的开展先后有单电压驱动、上下压驱动、斩波恒流驱动等.

8、(1)单电压驱动：主要特点是结构简单、本钱低,通常在绕组回路中串接电阻，以改善电路的时间常数来提升电机的高频特性.缺点是串接电阻将产生大量的热,对驱动器的正常工作极其不利,尤其是在高频工作时更加严重,因而它只适用于小功率或对性能指标要求不高的步进电机驱动.(2)上下压驱动：电机每相绕组导通时,首先施加高电压,使电流快速上升，当电流上升到额定值时,将高电压切断，回路电流以低电压电源维持.这种方式由于电流波形得到了很大改善，电机的矩频特性较好,起动和运行频率得到了较大提升.但由于电机旋转反电势、相间互感等因素的影响易使电流波形的顶部呈凹形,致使电机的输出转矩有所下降且需要双电源供电.(3)斩波恒流

9、驱动：为了弥补上下压驱动电路中电流波形的下凹,提升输出转矩，人们研制出斩波电路,采用斩波技术使绕组电流在额定值上下成锯齿形波动,流过绕组的有效电流相应增加,故电机的输出转矩增大,而且不需外接电阻,整个系统的功耗下降,效率较高,因而斩波恒流驱动应用相当广泛.1. 4课题研究的主要容本课题以设计一套基于单片机和步进电机细分限制技术的步进电机驱动器为主要目标,主要容有：(1)采用正弦脉宽调制技术、电流跟踪技术和细分技术实现对电机相电流的控制，以克服传统驱动技术下步进电机低速振动、存在共振现象、噪音大、高速转矩小等缺点.(2) 用开关电源为驱动器部电路供电,减小驱动器的体积和重量,提升电源效率.(3)

10、驱动器的采用分立元件组成单电压驱动来驱动单极性步进电机用H桥驱动双极性步进电机,因此只用一路电源,使系统设计极为简化.(4)限制电路主要由AT89C51单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM存储器及液晶显示芯片ST7920,单片机是限制系统的核心.采用了单排6键的键盘、液晶显示芯片ST7920,该芯片能自动完成对显示的刷新，自带有中文字库,使用非常方便.双机通讯电路,该电路能大大节省主机CPU的开销,提升了可靠性和电路的工作效率.二步进电机驱动系统的方案论证2.1 步进电机驱动系统简介步进电机不能直接接到交直流电源上工作，而必须使用专用设备一步进电机驱动器.步进电机驱动系统的性能,

11、除与电机本身的性能有关外,也在很大程度上取决于驱动器的优劣.典型的步进电机驱动系统是由步进电机限制器、步进电机驱动器和步进电机本体三局部组成.步进电机限制器发出步进脉冲和方向信号,每发一个脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机转子旋转一个步距角，即步进一步.步进电机转速的高低、升速或降速、启动或停止都完全取决于脉冲的有无或频率的上下.限制器的方向信号决定步进电机的顺时针或逆时针旋转.通常,步进电机驱动器由逻辑限制电路、功率驱动电路、保护电路和电源组成.步进电机驱动器一旦接收到来自限制器的方向信号和步进脉冲，限制电路就按预先设定的电机通电方式产生步进电机各相励磁绕组导通或截止信号.限制电路输出的信号功

12、率很低,不能提供步进电机所需的输出功率，必须进行功率放大,这就是步进电机驱动器的功率驱动局部.功率驱动电路向步进电机限制绕组输入电流,使其励磁形成空间旋转磁场,驱动转子运动.保护电路在出现短路、过载、过热等故障时迅速停止驱动器和电机的运行.2.2 步进电机驱动器的特点步进电机的驱动特点主要表达在以下几个方面：(1)各相绕组都是开关工作.多数电机绕组都是连续的交流或直流供电,而步进电机各相绕组都是脉冲式供电,所以绕组电流不是连续的而是断续的.(2)步进电机各相绕组都是在铁心上的线圈,所以都有比拟大的电感.绕组通电时，电流上升受到限制，因此影响电机绕组电流的大小.(3)绕组断电时，电感中磁场的储能

13、将维持绕组中已有的电流不能突变,结果使应该电流截止的相不能立即截止.为使电流尽快衰减,必须设计适当的续流回路.绕组导通和截止过程都会产生较大的反电势,而截止时的反电势将对驱动器功率器件的平安产生十分有害的影响，使整个系统的使用受到影响.(4)电机运行时在各相绕组中将产生旋转电势,这些电势的方向和大小将对绕组电流产生很大的影响.由于旋转电势根本上与电机转速成正比,转速越高，电势越大，绕组电流越小,从而使电机输出转矩随着转速升高而下降.2.3 混合式步进电机的驱动电路分类和性能比拟与反响式和永磁式相比,混合式步进电机运行特性具有很多优点,在国外已是步进电机系列的主流.混合式步进电机的驱动技术在开展

14、和成熟的过程中出现过各种各样的驱动电路拓扑结构和驱动方式.根据主电路结构的不同可分为单极性驱动、双极性驱动、全H桥和多相桥驱动；根据驱动方式的不同又可分为单电压驱动、上下压驱动、斩波恒流驱动、调频调压驱动、电流细分驱动等.2.3.1 双极性驱动器与单极性驱动器混合式步进电机要求双极性供电，也就是要求电机励磁绕组有时通正向电流,有时通反向电流.在步进电机开展的初期，电子技术开展水平有限,为了简化驱动电路，采用单极性电路.将电机绕组采取双线并绕,一相绕组分成二相，其中之二正向通电，另一那么反向通电,这样可单极性供电而到达正、反向励磁的目的(图1).最简单的两相电机单极性驱动电路，只要用四个功率开关

15、管,结构简单,本钱低，电机的绕组在同一时间只能有一半通电，因此绕组的电感小,有利于电机的高速性能；缺点是每次只使用了绕组的一半，中低速运行时转矩不如整个绕组励磁的电机.而且电机引线过多，两相电机需要六个引出端,三相电机需要9个引出端,五相电机那么需要15个引出端,使得单极性驱动器与三、五相电机之间连线太复杂，因此仅用于两相混合式步进电机.图1单极性驱动电路随着电子技术的开展，电子元器件价格的降低,双极性驱动电路的实现变得容易，本钱也增加不多，因此现在绝大多数混合式步进电机使用双极性驱动.对电机绕组双向供电的典型结构是H桥式电路,如图2所示.当开关管T1,T4导通、12,13截止时，电流经T1、

16、电机绕组和T4到地；Tl,14截止、T2,T3导通时，电流经T3、电机绕组和T2到地；可见电流方向相反.D1,D2,D3和D4四个二极管组成续流回路.电机每一相绕组需四只开关管驱动,驱动器本钱比拟高.电机的相数增多时,H桥式电路需要功率管数多的缺点较为突出例如五相电机就需要20只功率管.图2 H桥驱动电路多相桥式电路,也叫多相半桥电路,这种电路比H桥减少了一半的晶体管,降低了驱动器的本钱、体积和发热.采用多相桥式电路时，电机相绕组间通常为星形或多边形联接，图3是三相混合式步进电机绕组二种联接的例子.星形接法时,二相绕组串联起来一起跨接到功放电源上,每相绕组的端电压大约只有功放级电压的一半,因此

17、系统运行的高频特性和动态性能，比用H桥式驱动电路时低.如果想要获得与H桥驱动相近的性能,那么绕组的匝数应减半或加倍相绕组的电压.电机绕组为三角形联接时,功放桥的电压直接加到每一相绕组上,相绕组的电压较高,高频运行及动态响应比星形接法时好,与H桥驱动时相接近.但由于二相绕组的电流同时流经一个功率管,每个开关管的电流最大时约为相电流的二倍，即为H桥驱动或星型接法驱动时的二倍.这两种接法共同的特点在于，电机三相电流不是独立可调的,根据基尔霍夫定理，电机三相电流必须满足一个约束方程：/+/。+7=O式】号n I ns图3三相电机多相桥驱动的三角形和星形接法2.3.2 单电压驱动方式单电压驱动方式是指步

18、进电机绕组上加上恒定的电压V,这种驱动方式的电路相当简单,流经绕组中的电流以时间常数L/R（L为绕组的电感,R为绕组的电阻）上升，直到到达额定电流I=VR.当电机高速运行时,流经绕组的电流还未上升到额定电流就被关断,相应的平均电流减少而导致输出转矩下降.为改善高速运行的电机转矩特性,通常在连接电机绕组的线路中串联一个无感电阻来减少电气时间常数，同时成比例的增加电源电压以保持额定电流不变（图4）.单电压驱动电路的优点是电路结构简单、元件少、本钱低、可靠性高.缺点是串入电阻将加大功耗,降低功放电路的功率，必须具备相应的散热条件才能保证电路稳定可靠的工作.所以这种电路一般仅适合于驱动小功率步进电机或

19、对步进电机运行性能要求不高的情况.图4单电压驱动2.3.3 上下压驱动方式为了改善驱动器的高频特性,就必须提升导通电流的前沿,即提升电源电压,但是电压提升的同时也会使相绕组电流增大,必须加限制电阻,参加电阻后又会引起发热,加剧功率的损耗,降低效率.为了解决这些问题,又产生了上下压驱动电路.上下压驱动的设计思想是不管电动机的工作频率如何,在导通相的前沿用高电压供电来提升电流的前沿上升率,而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流.上下压驱动的原理线路如图5所示.图5上下压驱动电路原理图图6斩波驱动电路原理图上下压驱动可保证在很宽的频段绕组都有较大的平均电流,在截止时又能迅速释放，能够产生较大的且较稳定

20、的电磁转矩.其优点是：功耗小,启动转矩大,高频性能较好.但是也存在着低频振荡加剧,波形呈凹形,驱动电源和大功率管数量加倍，本钱上升的缺点.2.3.4 斩波恒流驱动恒流斩波驱动限制技术是目前步进电机限制的主流技术之一,斩波电路的出现是为了弥补上下压驱动电路波形呈凹形的缺陷,使电机的输出转矩的平均值根本恒定.同时电机的高频响应得以提升,共振现象减弱.其电路结构如图6所示.斩波驱动中，虽然电路较复杂,但是由于驱动电压较高，电机绕组回路又没有串入电阻,整个系统功耗下降很多,所以电流上升快.当到达所需要的电流时，由于取样电阻的反响作用，使绕组电流根本恒定,从而保证在很大的频率围电动机的输出转矩基本恒定.

21、而输出转矩是步进电机的一个重要性能指标,当我们使电机的绕组电流恒定在一个较高的数值时,就可提升电机的输出转矩.因此,为克服步进电机在高频时牵出转矩下降的问题,很多文献提出了一些新的恒流斩波驱动设计.但是,恒流斩波技术不能解决步进电机本身所固有的低频振动问题,无法克服步进电机因受步距角限制而不能实现多种步距角限制的缺陷.只有与单拍和双拍运行时相对应的两种步距角.2.4 方案确实定比照上面的各种方案方案，各有各自的优缺点.电流滞环型由于不需要三角载波环节,限制系统实现起来比拟简单.而固定开关频率型在电磁噪声和输出电流谐波方面具有优势.在实际的步进电机驱动电路中考虑到本钱和驱动电路精度要求的问题，双

22、极性步进电机采用H桥驱动,单极性步进电机采用分立元件构成的驱动电路驱动.三混合式步进电动机驱动限制系统硬件设计本章在以上章节的理论分析根底上，充分从实践的角度出发,主要介绍了该混合式步进电机驱动器的硬件设计局部,对硬件电路的总体设计方案及每个主要组成局部的功能及实现方法进行了详细的论述和分析.系统的框图如图7所示:3.1 单片机最小系统高单片机集成度高，具有丰富的部资源,再加上少量的外围扩展电路就可以构成体积小、可靠性、限制功能强且性价比高的限制系统.Intel公司一直致力于单片机的开发研究,不断推出了许多功能更多，使用更方便的单片机系列，1980年在MCS-48的根底之上推出了完善的、典型的

23、单片机系列MCS-51.与MCS-48系列相比,MCS-51系列单片机有更高的集成度,更丰富的指令系统,更好的可扩展性，以后好多系列的的单片机都是基于51核的.8051单片机是MCS-51系列单片机中最根底的单片机型号,广泛应用己各个工程领域.本系统便采用了此款单片机.图8给出了它的最小系统电路图.图8单片机最小系统3.2 红外遥控电路红外线属于不可见光.与可见光不同，其波长为850-IloOOn叫是人眼看不见的光线.红外线遥控器已被广泛使用在各种类型的家电产品上,它的出现给使用电器提供了很多的便利.红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大局部组成.3.2.1 红外发射电路红外发射装置

24、可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成.该电路采用调幅方式,载波信号频率采用最常用的38KHZ.当编码调制信号为高时,有载波信号输出：但编码调制信号为低时,载波信号不输出.已调制的信号为断续的等幅信号（调制载波信号），信号波形如图9所示.aJL_d_IJ_工_c.mmn图9信号波形图调制信号时将指令编码后输出的信号.用MC145026做编码器.电路原理图如图10所示:图10遥控器发射电路SiNwakerBcviBBj图中74LS147是优先编码器。从8条数据线(2SW1-2SW8)输入的开关状态信被74LS147编码为4线BCD码(8-4-2-1),再送MC145026,形成串行编

25、码信号输出到NE555,产生调制、载波输出.图中Rl,C2和电位器Dl配合NE555产生38KHZ的载波信号.MC145026发送串行编码脉冲.MC145026的引脚A1-A5为地址输入端,每一位都可设定为0,1和“开路3个状态.图中仅采用了0和“开路这两个状态，MC145026的地址设置应与解码器MC145027配对,否那么不能解码.红外发射电路板用4节5号电池供电.红外发射电路板到接收器在主板上)的距离应在IOm以，以保证信号的可靠收/发.3.2.2 红外接收电路红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成.接收振荡频率应与发射振荡频率相同,考虑到用集成电路(HS0038

26、A2)做红外接收头,其载波频率为38KHZ.与MC145026编码器配套的解码器为MC145027.接收电路原理图如图11所示：图11遥控器接收电路图中HS0038A2是集成红外接收头.由于它的输出信号与解码器的输入信号反向，故加三极管Ql作为反相器.当MC145027收到信号并解码成功后,其VT端出现高电平，同时输出解码后的4位数据HD0-HD3).将VT信号反向，即可产生中断信号(INTO),向CPU申请中断.在中断效劳子程序中安排从输入端口读取这4位数据(HD0-HD3).3. 3LCD显示电路ST7920是矽创电子公司生产的中文图形限制芯片,它是一种置128X64-12汉字图形点阵的液

27、晶显示限制模块,用于显示汉字及图形.该芯片共置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符的ASClI字符库(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM).为了能够简单、有效地显示汉字和图形，该模块部设计有2MB的中文字型CGROM和64X256点阵的GDRAM绘图区域；同时，该模块还提供有4组可编程限制的16X16点阵造字空间；除此之外,为了适应多种微处理器和单片机接口的需要,该模块还提供了4位并行、8位并行、2线串行以及3线串行等多种接口方式.利用上述功能可方便地实现汉字、ASCIl码、点阵图形、自造字体的同屏显示，所有这些功能(包括显示RAM、字符产生器以及液晶驱动电路

28、和限制器)都包含在集成电路芯片里,因此,只要一个最根本的微处理系统就可以通过517920芯片来限制其它的芯片:ST7920的主要技术参数和显示特性如下：电源：VDD(2.7-X5.5V)+5V(置升压电路,一般无需负压)；功耗：正常模式：450UA,睡眠模式:3uA,低功耗模式：30UA；显示容：128列X64行;显示颜色：黄绿；显示角度：6：00钟直视；1.CD类型：STN；与MCU接口：8位并行/3位串行；配置有LED背光显示功能；带有自动启动复位按钮(reset)；软件功能设置：画面去除、光标显示/隐藏、光标归位、显示翻开/关闭、显示字符闪烁、光标移位、显示移位、垂直画面旋转、反白显示、

29、液晶睡眠/唤醒、关闭显示、自定义字符、睡眠模式等.原理图如图12所示：图12显示电路原理图3. 4双机通讯在计算机冗余限制和分布式测控系统中,主要采用串行通信方式进行数据传输.8051单片机自备串行接口，为机间通信提供了极为便利的条件.双击通信也称为点对点的通信,用于双机冗余限制单片机和单片机之间交换信息,也用于单片机和通用微机间的信息交流.在本设计中由于液晶显示占用了80C51的大量资源,考虑到端口扩展与存储器扩展的本钱问题,采用双机通信既方便又实惠.硬件电路原理图如图13所示:图13双机通讯电路原理图35步进电机驱动局部3.1.1 单极性步进电机驱动单极性步进电机单相驱动电路原理图如图14

30、所示:图14单极性步进电机驱动电路AT89C2051将限制脉冲从Pl口的PL4PL7输此经74LS14反相后进入9014,经9014放大后限制光电开关,光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大,驱动步进电机的各相绕组.使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作.图中Ll为步进电机的一相绕组.AT89C2051选用频率12MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响.图3中的RLRL4为绕组阻,50Q电阻是一外接电阻,起限流作用，也是一个改善回路时间常数的元件.DPD4为续流二极管,使电机绕组产

31、生的反电动势通过续流二极管(D1D4)而衰减掉,从而保护了功率管TIP122不受损坏.在50Q外接电阻上并联一个200UF电容,可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿,提升了步进电机的高频性能.与续流二极管串联的200.电阻可减小回路的放电时间常数,使绕组中电流脉冲的后沿变陡，电流下降时间变小，也起到提升高频工作性能的作用.3.1.2 双极性步进电机驱动单相驱动电路如图15所示：12V图15双极性步进电机驱动电路图中0.A3为一对限制线圈电流的一个方向,A2.A4为一对限制线圈电流的另一个方向.3.6电源电路1.M2575系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路,它含固

32、定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V）,并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等,利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路.1.M2575系列开关稳压集成电路的主要特性如下：,最大输出电流：3A； 最高输入电压：LM2575为40V,LM2575HV为60V； 输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选； 振动频率：52kHz； 转换效率：75%-88%（不同电压输出时的效率不同）； 限制方式：PWM； 工作温度围：-40+125 工作模式：低功耗/正常两种模式可外部限制； 工作模式限制：TTL电平兼容； 所需外部元件：仅四个（不可调）或六个（

33、可调）； 器件保护：热关断及电流限制；封装形式:TO-220或TO-263.1.M2575部包含52kHz振荡器、L23V基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比拟器及部稳压电路等.为了产生不同的输出电压,通常将比拟器的负端接基准电压(1.23V),正端接分压电阻网络,这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值,其中Rl=IkQ(可调-ADJ时开路)，R2分别为1.7kQ(3.3V)、3.IkQ(5V)、8.84kQ(12V)11.3kQ(15V)0GADJ),上述电阻依据型号不同已在芯片部做了精确调整，因而无需使用者考虑.将输出电压分压电阻网络的输出同部基准稳压值L23V进行比拟,假设

34、电压有偏差,那么可用放大器限制部振荡器的输出占空比,从而使输出电压保持稳定.硬件电路如图16所示：四软件设计4.1主机LCD显示菜单程序开始选择1正转：Run-Aag=O;Run-Dath=O:选择2反转：Run-flag=0;Run-Dath=I:选择3停止：Run-Aag=I;选择4加速：Run-flag是否为0?选择5减速:Delay-time增加50Delay-time减小50与从机通讯图17主机LCD显示菜单程序返回4.3下位机步进电机驱动程序图20从机程序图21从机中断程序五驱动器试验结果这章节主要是列出几组所测试的混合式步进电机驱动器的相关波形图，以及一些主要的分析结果.介绍了驱

35、动器的限制面板并用图片展示了所做的驱动器的外壳和部电路板结构.总之从各方面较详细的说明了所研制的驱动器的性能特点.5.1概述这局部主要是对该二相混合式步进电机驱动器的性能进行测试,检测它是否能完成设定的一些任务,是否能到达预定的技术指标.主要测试容包括：工作电压围检测；工作电流围检测；电机正/反转经测试论证,结果说明该驱动器根本满足设定的功能要求,性能良好.实验仪器：两相混合式步进电动机本体实物图如下列图22所示.图22二相混合式步进电动机本体(2)高性能二相混合式步进电机驱动器(3) UTB数字万用表(4) 6A直流电源,生产厂家：无线电十厂(5)直流电流表,生产厂家：第二电表厂(6)TDS

36、220示波器,生产厂家：TektroniX5.2试验容和结论工作电压围检测：调节系统输入电压,观察电路各局部能否正常工作,方法就是用万用表测试供电电路主要元器件的电压输出.测试结果说明，当系统输入电压为12V50V时，电机空载运转正常,系统中的各种电源工作可靠,符合系统预设要求.(2)工作电流围检测：测试结果说明电机工作电流在5A以下均能正常工作.(3)驱动方向检测：由遥控器通过限制菜单发出正/反转运行指令，电机能根据指令要求以正确的方向运行.六总结1、本文所做的主要工作总结如下：(1)理论方面对主要的几种步进电动机的结构、工作原理和优缺点及步进电动机的应用和研究概况进行了总结.重点对混合式步

37、进电机,研究了它的结构特点、运行特性和数学模型的建立.对步进电机传统的和新型的各种驱动方式进行了分析和比较.(2)硬件方面很好地运用了单片机和可编程逻辑器件进行限制,运用光电隔离、提升了电路的抗干扰水平.对整个系统的软件也进行了优化设计.(3)通过外部遥控器输入正/反转运行信号和不同的运行方式信号对系统性能进行测试,得出相应的结论.2、本论文的一些创新之处：(1)采用遥控器进行运行方式的限制.(2)能限制单极性跟双极性两种步进电机.(3)系统无论是在硬件还是软件系统中都采用模块化的设计方法.这使得系统扩展起来比拟方便,系统可移植性高,增加了系统的灵活性和可靠性,具有广泛的适应性.七致本设计是在

38、建英老师的精心指导下完成的,首先,感父母的养育之恩,是他们让我能有时机完成这次课程设计.同时,在设计过程中，老师提供了课程的设计资料，在有问题的时候和老师积极沟通交流.从老师那里,我感觉不仅仅学到的是专业知识，还学习到了工作的态度以及对事业的追求,他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的典范；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪.这将对以后出身社会,参加工作起着非常重要的作用.在此，向建英老师以及支持和帮助过此次设计编写的人表示衷心的感.同时还要感许崇明，刚同学在专业方面的指导和帮助，正是由于有了他们的支持和鼓励,我才能克服一个又一个的困难,顺利完成了此次课程设计.最后感文

39、理学院三年来对我的大力栽培,给了我这个平台来锻炼自己.在这次课程设计中我学到了很多.八参考文献1孝年.浅析步进电机驱动器与步进电机的相互关系.仃.世界电子元器件，1999,(3):36-372王晓明,电动机的单片机限制.M.：航空航天大学,2002.53影.电机与电力拖动国防工业,2006.74建忠，白凤仙.特种电机及其限制.M.：中国水利水电,20055周明安,朱光忠,宋晓华等.步进电机驱动技术开展及现状.J.机电工程技术，2005,34(2):16-176王鸿枉.步进电机限制技术入门.HR.：同济大学，1990:71-927王卫,培松一种新奇的三相混合式步进电机驱动器的设计.JL电工技术，

40、1995,(1):20-228奉先.提升步进电机运行速度的研究.仪表技术与传感器,2000,(2):45-469王宗培,书韬,任雷等.混合式步进电机的研究(一).J.电工技术杂志，1998,(3):3-510王宗培,书韬,任雷等.混合式步进电机的研究(二).J.电工技术杂志，1998,(4):5-711永瑞,刚.三相混合式步进电机系统.J.机电一体化,2000,(3)：50-51九附录ORGOOOOh1.JMPMAINMAIN:MoVP1,#OFFHMOVSP,#30HKEY:MOVA,#88HMOVPO1AMOVA,#00HMOVP2,AMOVA,#OFFHMOVP3,AP3.0,STOPJ

41、NBP3.1,FOR3P3.1,FOR6JMPKEYF0R3:JNBP3.2,FOR31JMPF0R3FOR31P3.3,PLU31JNBP3.3,REV31JMPFOR31FOR32:P3.3,PLU32JNBP3.3,REV320JMPFOR32FOR6:P3.3,PLU60JNBP3.3,REV61JMPFOR6STOP:MOVA,#77HMOVPO1AMOVA,#0EEHMOVP2,AMOVP1,#OFFHP3.0,$CALLDELAYJMPKEYPLU31:MOVR0,#00HP31:MOVAtOBIHMOVPO1AMOVA,62HMOVP2,AMOVA1ROMOVCAtA+DPTR

42、JZPLU31M0VP1,AJNBP3.0,STOPJNBP3.3,REV31CALLDELAYINCROJMPP31REV320JMPREV32PLU60JMPPLU6REV31:MOVR0,#04HRE31:MOVA,#0B7HMOVPO1AMOVA,#6EHMOVP2,AMOVA,ROMOVDPTR,#TABLEMOVCAtA+DPTRJZREV31MOVP1,AP3.0,STOPP3.3,PLU31CALLDELAYINCROMOVPO1AMOVA,#73HMOVP2,AMOVA,R0MOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRJZPLU31MOVP1.AJNBP3.0,STO

43、PJNBP3.3,REV32CALLDELAYINCROJMPP32REV61:JMPREV6ST0P1:JMPSTOPREV32:MOVRO,#OCHRE32:MOVA,#0B7HMOVPO1AMOVA,#07FHMOVP2,AMOVA,ROJZREV32M0VP1,AJNBP3.0,STOP1P3.3,PLU32CALLDELAYINCROJMPRE32PLU6:MOVR0,#10HP6:MOVA,#OE1HMOVPO1AMOVA,#62HMOVP2,AMOVA1ROMOVDPTRATABLEMOVCA.A+DPTRJZPL6MOVP1,AJNBP3.01STOP1JNBP3.3,REV6

44、CALLDELAYINCAJMPP6REV6:MOVR0,#17HRE6:MOVA,#0E7HMOVPO1AMOVA,#6EHMOVA1ROMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRJNBP3.0,STOP1P3.3,PLU6CALLDELAYINCAJMPRE6DELAY:PUSHACCPUSHPSWMOVR1,#40D1:MOVR2,#248DJNZR2,$DJNZR1,D1POPPSWPOPACCRETTABLE:DB01H,02H,04HDBOOHDB04H,02H,01HDBOOHDB03H,06H,05HDBOOHDB05H,06H,03HDBOOHDB01H,03H,02H,06H,04H,05HDBOOHDB05H,04H,06H,02H,03H,01HDBOOHEND