【正文】 步進電機的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，連最基本的設備都沒有。為此，本文設計了一段步進電機驅(qū)動程序，可以實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)動速度等級的調(diào)節(jié)，并用數(shù)碼管顯示。 隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個經(jīng)濟領域都有應用。分別概括的介紹了單片機和步進電機以及步進電機的各種驅(qū)動方案；對一款四相步進電機以及 80C52 單片機的功能參數(shù)和一種驅(qū)動方式的特點，以及選擇其原因進行了必要的說明；對基于 80C52 單片機的步進電機控制系統(tǒng)的原理進行了介紹；根據(jù) 80C52 單片機和步進電機的原理以及特點和參數(shù)選擇了其他元器件，結合驅(qū)動芯片 ULN2020A，建立了相應的電路圖；進行了必要的電路分析說明，并將這個電路圖制作成型，使其工作，實現(xiàn)加速減速等功能。 關鍵詞 ：步進電機； AT89C52 單片機； ULN2020A 驅(qū)動。步進電機作為一種控制用的特種電機，其優(yōu)點是結構簡單、運行可靠、控制方便。 發(fā)展概況 雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。僅僅處于一種盲目的仿制階段。 課題主要內(nèi)容 本課題將分析步進電機的工作原理，并簡單介紹其各種驅(qū)動方式。 第 2 章 步進電機的基本原理、分類和選擇 步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構，當步進電機接收到一個脈沖信號，它就按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。電機出廠時給出了一個步距角的值，如 86BYG250A 型電機 給出的值為 176。 )這個步距角可以稱之為“電機固有步距角”它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關。、三相的為 176。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。 3．當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。 2．永磁式步進電動機 (PM)。它有時也稱 作永磁感應子式步進電動機。而 0、 3 號齒和 A、 B相繞組產(chǎn)生錯齒， 5 號齒就和 A、 D 相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控 制精度。7%（ 25176。驅(qū)動單元與步進電動機直接耦合，也可理解成步進電動機微機控制器的功率接口，這里對步進電機各種驅(qū)動接口進行簡單的介紹。 圖 32 單電壓功率驅(qū)動接口及單步響應曲線 雙電壓功率驅(qū)動接口 雙電壓驅(qū)動的功率接口如圖 33 所示。當 Uh 低電平， TH 關斷， DL正偏置，低電壓 UL 對繞組供電。高低壓驅(qū) 動的設計思想是，不論電機工作頻率如何，均利用高電壓 UH 供電來提高導通相繞組的電流前沿，而在前沿過后，用低電壓 UL 來維持繞組的電流。一般可取 13ms。圖35 是斬波恒流功率接口原理圖。此時電流將按指數(shù)曲線衰減，同樣電流采樣值將減小。這種功率接口的特點是：高頻響應大大提高，接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性，共振現(xiàn)象消除，但線路較復雜。由于 ULN2020A 具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強，而且集成有續(xù)流二極管等特點，以及其對單片機的專用性。 第 4 章 驅(qū)動系統(tǒng)硬件組成及具體驅(qū)動方案分析 關于 80C52 單片機的介紹 單片機以其體積小、功能齊全、價格低廉、可靠性高等優(yōu)點，在各個領域都獲得了廣泛的應用。可實現(xiàn)兩個由軟件選擇的節(jié)電模式 — 空閑模式和掉電模式，空閑模式凍結CPU，但 RAM 定時器、串口和中斷系統(tǒng)仍然工作；掉電模 式保存 RAM 的內(nèi)容，但是凍結振蕩器，導致所有其它的片內(nèi)功能停止工作。在作為通用 I/O 口時，由于輸出驅(qū)動電是開漏方式，由集電極開路（ OC 門）電路或漏極開 路電路驅(qū)動時需外接上拉電阻；當作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，口線輸出不是開漏的，無須外接上拉電阻。這時， P3口作為第二功能使用。 RST/VPD：復位信號，當輸入信號延續(xù) 2 個周期以上的高電平有效，用以完成單片機復位初始化操作。電源和變壓整流電路為單片機和驅(qū)動芯片的正常工作提供安全穩(wěn)定的直流高電平。為方便編程與描述，本文采用單片機的雙四拍運行時序，則其通電線圈按照時序依次為：藍粉、粉黃、黃橙、橙藍。因此就必須在單片機 I/O 接口下方接功率驅(qū)動單元。 此時負載中有電流產(chǎn)生。使得步進電機正常工作。如圖： 12 按鍵開關部分 其中上面的開關代表轉(zhuǎn)速等級增加一級，下面的開關代表速度等級降一級，如圖： 驅(qū)動芯片部分 輸入端分別連接 ， ， ， 管腳。在動力方面，由于傳統(tǒng)電機為模擬電子范疇，并不能直接與以計算 機為代表的數(shù)字電子設備直接配合使用。而單片機作為一種簡單可靠，且低功耗，性能穩(wěn)定的計算機。 2．了解單片機的工作原理，掌握其基于 C 語言的編程方法，以及最小系統(tǒng)的組成。 由于小組成員能力有限，而且受到實驗設備的限制，本 設計還存在著電路較為簡單，缺少獨立的供電電源等問題和不足。//定義鎖存使能端口 段鎖存 sbit LATCH2=P2^3。 //存儲顯示值的全局變量 15 sbit A1=P1^0。 define Coil_AB1 {A1=1。}//AB 相通電，其他相斷電 define Coil_BC1 {A1=0。}//BC 相通電，其他相斷電 define Coil_CD1 {A1=0。}//CD 相通電，其他相斷電 define Coil_DA1 {A1=1。}//D 相通電，其他相斷電 define Coil_A1 {A1=1。}//A 相通電，其他相斷電 define Coil_B1 {A1=0。}//B 相通電，其他相斷電 define Coil_C1 {A1=0。}//C 相通電，其他相斷電 define Coil_D1 {A1=0。}//D 相通電，其他相斷電 define Coil_OFF {A1=0。}//全部斷電 unsigned char Speed。 } /* mS 延時函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值 unsigned char 是定義無符號字符變量，其值的范圍是 0~255 這里使用晶振 12M，精確延時使用匯編 */ void DelayMs(unsigned char t) { while(t) { //大致延時 1mS DelayUs2x(245)。 //調(diào)用定時器初始化函數(shù) EA=1。 //允許外部中斷 1 中斷 IT1=1。//則 58/10=5 58%10=8 Coil_OFF while(i) //正向 { Coil_A1 DelayMs(Speed)。D1=0。 Coil_C1 DelayMs(Speed)。 } } /* 外部中斷 0 程序 速度等級增加 */ void ISR_INT0(void) interrupt 0 { 17 if(!INT0)//如果檢測到低電平，說明按鍵按下觸發(fā)中斷 { DelayMs(10)。 TempData[0]=DuanMa[Speed/10]。//等待按鍵釋放 { Speed。//分解顯示信息，如要顯示 58， TempData[1]=DuanMa[Speed%10]。 //清空數(shù)據(jù)，防止有交替重影 LATCH1=1。 //位鎖存 LATCH2=0。 i++。 //給定初值 //TL0=0x00。 //定時器開關打開 PT0=1。 } 19 參