【正文】 ，隨著技術(shù)的不斷發(fā) 展，步進(jìn)電機(jī)的控制應(yīng)用前景將越來(lái)越寬闊，而其控制系統(tǒng)也將向著智能化和網(wǎng) 絡(luò)化的方向發(fā)展。Delay) for(i=0。\039。 i=0。\039。 show_lcd(SPEED[i])。 i++。 E=0。 delay()。 P1=0x0f。 if(P1_7==0) return 0。 start: RS=0。 cmd_wr()。} //定時(shí)器 1 中斷 :反轉(zhuǎn) void t_1(void) interrupt 3 { RunState=LEFT_RUN。 ShowState()。 ET1=1。 //運(yùn)行狀態(tài) main() { /*定時(shí)器設(shè)置 */ TMOD=0x66。 sbit E=0xA2。 void inti_lcd()。其中系統(tǒng)初始狀態(tài)的設(shè)置內(nèi)容較多，該系統(tǒng)中，需要初 始化定時(shí) 器、外部中斷；對(duì) P1 口送初值以決定脈沖分配方式，速度值存儲(chǔ)區(qū)送初 值決定步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)速度，對(duì)方向值存儲(chǔ)區(qū)送初值決定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向等內(nèi) 容。 L297的 方向控制端 （ CW/CCW）， 。顯示電路主要是為了顯示電機(jī)的工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)速。 14 該電機(jī)共有四相繞組，工作電壓為 +5V，可以與單片機(jī)共用一個(gè)電源。 CONTROL為高電平時(shí)，對(duì) A， B， C， D有抑制作用；為低電平時(shí)，則對(duì)抑制線 INH1和 INH2有抑制作用，從而可對(duì)電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制 L297驅(qū)動(dòng)相序的產(chǎn)生 L297能產(chǎn)生單四拍、雙四拍和四相八拍工作所需的適當(dāng)相序。 20腳 (RESET)—— 復(fù)位輸入端。 17腳 (CW/CCW)— 方向控制端。低電平時(shí)使 INH1和 INH2起作用，高電平時(shí)使 A， B， C， D起作用。 7腳 (C)—— C相驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 3腳 (HOME)—— 集電極開(kāi)路輸出端。 （ 3） L297 介紹 L297是意大利 SGS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)專用控制器，它能產(chǎn)生 4相控制信號(hào)，可用于計(jì)算機(jī)控制的兩相雙極和四相單相步進(jìn)電機(jī)，能夠用單四拍、雙四拍、四相八拍方式控制步進(jìn)電機(jī)。雖然 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與電磁激磁匝數(shù)成正比，與定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)。當(dāng)某一相繞組通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，這時(shí)，如 果定子和轉(zhuǎn)子的小齒沒(méi)有對(duì)齊，在磁場(chǎng)的作用下，由于磁通具有力圖走磁阻最小 路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子與定子的齒相互對(duì)齊，由此可見(jiàn)， 錯(cuò)齒是促使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的原因。 二、元器件介紹 （ 1）步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信 號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。在某一高速下的正、反向切換 實(shí)質(zhì)包含了降速→換向→加速 3個(gè)過(guò)程。在一個(gè)實(shí)際的控制系統(tǒng)中，要根據(jù)負(fù)載的情況來(lái)選擇步進(jìn)電機(jī)。調(diào)整送給步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率， 4 就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。例如，三相步進(jìn)電機(jī)在單三拍的工作方式 下，其各相通電順序?yàn)? A→ B→ C→ A，通 電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別 控制 A、 B、 C 相的通斷。為實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè)外部中斷，以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在某段時(shí)間內(nèi)的反復(fù)正反轉(zhuǎn)功能，也即數(shù)控機(jī)床的刀架自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在 日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自六十年代初期以來(lái)，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用得到很大的提高。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，由于其精度高、體積小、控制方便靈活，因此在智能儀表和位置控制中得到了廣泛的應(yīng)用，大規(guī)模集成電路的發(fā)展 以及單片機(jī)技術(shù)的迅速普及，為設(shè)計(jì)功能強(qiáng)，價(jià)格低的步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器提供了先進(jìn)的技術(shù)和充足的資源。若步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式為 三相六拍，即 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA→ A。在步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，為了防止因慣性 而使電機(jī)軸產(chǎn)生順滑，則需采用合適的鎖定波形，產(chǎn)生鎖定磁力矩，鎖定步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。加速過(guò)程有突然施加的脈沖啟動(dòng)頻率 f0。同時(shí)，它也可以有角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。其功用是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移，由于開(kāi)環(huán)下就能實(shí)現(xiàn) 精確定位的特點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。 步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用 θ 表示。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)進(jìn)行控制，主 要是利用軟件進(jìn)行環(huán)形脈沖分配。 L297的芯片 引腳 特別緊湊 ，采用雙列直插 20腳塑封封裝，其 引腳 見(jiàn)圖 1，內(nèi)部方框見(jiàn)圖 2。 4腳 (A)—— A相驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 9腳 (D)—— D相驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 14腳 (SENS1)—— A相、 B相繞組電流檢測(cè)電壓反饋輸入端。 18腳 (CLOCK)—— 步進(jìn)時(shí)鐘輸入端。變換器是一個(gè)重要組成部分。 11 圖 5 四相八拍 模式波形圖 通過(guò)交替跳過(guò)在八步順序中的狀態(tài)就可以得到全步工作方式，此時(shí)需在腳 19接一低電平，前已述及根據(jù)變換器的狀態(tài)可得到四拍或雙四拍 2種工作模式，如圖 6， 7所示 圖 6 單四拍模式波形圖 圖 7 雙四拍模式波形圖 （ 4） L298 簡(jiǎn)介 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片 ( Dual FullBridge Driver ) ，內(nèi)部包含 4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種 12 二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 2個(gè)二相或 1個(gè)四相步進(jìn) 電機(jī)，內(nèi)含二個(gè) HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的 IO端口來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)，但在本驅(qū)動(dòng)電路中用 L297 來(lái)提供時(shí)序信號(hào) ，節(jié)省了單片機(jī) IO 端口的使用。 L297的四相輸出接 L298的 IN0IN4使其 OUT0OUT4輸出放大后的四相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。通過(guò) K K2 狀 態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)控制 。 16 （ 3）顯示模塊 圖 11 顯示模塊 通過(guò) P1口的 ~ 控制 LM016L顯示步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在這個(gè)系統(tǒng)中，這個(gè) 時(shí)間間 隔是用定時(shí)器重復(fù)中斷一定次數(shù)產(chǎn)生的，即調(diào)節(jié)時(shí)間間隔就是調(diào)節(jié)定時(shí)器的中斷次數(shù)，因而在定時(shí)器中斷程序中，要做的工作主要是判斷電機(jī)的運(yùn)行方向、 發(fā)下一個(gè)脈沖，以及保存當(dāng)前的各種狀態(tài)。 void ShowState()。 char STATE_CW[]=CW。 //定時(shí)器 0 初值 FFH； TL0=0xff。 //脈沖方式 EX0=1。 } } //定時(shí)器 0 中斷程序 :正轉(zhuǎn) void t_0(void) interrupt 1 {RunState=RIGHT_RUN。 cmd_wr()。 DoSpeed()。 for(a=0。//設(shè)置 16x2 顯示 cmd_wr()。 P1=0x06。 E=0。 while(SpeedChar[i]!=39。///數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 22 cmd_wr()。 } delay()。//char StateChar[]=RUN STATE:。) { delay()。///char STATE_CCW[]=CCW。 } void DoSpeed() { SPEED[0]=(1000*6/RunSpeed/100)+48。