單片機控制的步進電機驅(qū)動技術(shù)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-16 19:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電平。隨著計數(shù)值的增加， Q2— Q9 由全“ 1”變?yōu)槿?0”時，圖中 U2 的（ AB）輸出端又變?yōu)榈碗娖?，這樣就在 U2 的（ AB）端得到了 PWM 的信號，它的占空比為（ 255 X / 255） *100%，那么只要改變 X 的數(shù)值，就可以相應(yīng)的改變 PWM 信號的占空比，從而進行步進電機的轉(zhuǎn)速控制。 使用這個方法時，單片機只需要根據(jù)調(diào)整量輸出 X 的值，而 PWM 信號由三片通用數(shù)字電路生成，這樣可以使得軟件大大簡化，同時也有利于單片機系統(tǒng)的正常工作。由于單片機上電復(fù)位時 P1端口輸出全為“ 1”，使用數(shù)值比較器 4585的 B 組與 P1 端口相連，升速時 P0端口輸出 X按一定規(guī)律減少，而降速時按一定規(guī)律增大。 PWM 發(fā)生電路主要芯片的工作原理 1．芯片 4585 （ 1）芯片 4585 的用途： 對于 A和 B兩組 4位并行數(shù)值進行比較，來判斷它們之間的大小是否相等。 （ 2）芯片 4585 的功能表： 輸入 輸出 比較 級取 A B3 A B2 A B1 A0、 B0 AB A=B AB AB A=B AB A3B3 * * * * * 1 0 0 1 山西機電職工學(xué)院畢業(yè)論文 11 A3=B3 A2B2 * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 0 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 1 0 0 1 0 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 1 0 0 1 0 0 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * * 1 0 0 A3=B3 A2B2 * * * * * 1 0 0 A3B3 * * * * * * 1 0 0 表 芯片 4585 的功能表 （ 3）芯片 4585 的引腳圖： 圖 芯片 4585 的引腳圖 2．芯片 4040 芯片 4040 是一個 12 位的二進制串行計數(shù)器，所有計數(shù)器位為主從觸發(fā)器，計數(shù)器在時鐘下降沿進行計數(shù)。當(dāng) CR 為高電平時，它對計數(shù)器進行清零，由于在時鐘輸入端使用施密特觸發(fā)器，故對脈沖上升和下降時間沒有限制，所有的輸入和輸出均經(jīng)過緩沖。 芯片 4040 提供了 16 引線多層陶瓷雙列直插、熔封陶瓷雙列直插、塑料雙列直插以及陶瓷片狀載體等 4種封裝形式。 （ 1）芯片 4040 的極限值： 電源電壓范圍： — 18V 山西機電職工學(xué)院畢業(yè)論文 12 輸入電壓范圍： — VDD+ 輸入電流范圍：177。 10mA 貯存溫度范圍： 65176。 C— 150176。 C （ 2）芯片 4040 引出端功能符號： CP: 時鐘輸入端 CR：清除端 Q0— Q11：計數(shù)脈沖輸出端 VDD: 正電源 VSS: 地端 （ 3）芯片 4040 功能表： 輸入 輸出 CP CR ↑ ↓ * L L H 保持 計數(shù) 所有輸出端均為 L 表 芯片 4040 功能表 （ 4）芯片 4040 的引腳圖： 圖 芯片 4040 的引腳圖 功率放大驅(qū)動電路設(shè)計 該 驅(qū)動電路采用了 IR2110 集成芯片，該集成電路具有較強的驅(qū)動能力和保護功能。 芯片 IR2110 性能及特點 IR2110 是美國國際整流器公司利用自身獨有的高壓集成電路以及無閂鎖CMOS 技術(shù)，于 1990 年前后開發(fā)并且投放市場的， IR2110 是一種雙通道高壓、高山西機電職工學(xué)院畢業(yè)論文 13 速的功率器件柵極驅(qū)動的單片式集成驅(qū)動器。它把驅(qū)動高壓側(cè)和低壓側(cè) MOSFET或 IGBT 所需的絕大部分功能集成在一個高性能的封裝內(nèi)，外接很少的分立元件就能提供極快的功耗，它的特點在于，將輸入邏輯信號轉(zhuǎn)換成同相低阻輸出驅(qū)動信號，可以驅(qū)動同一橋臂的兩 路輸出，驅(qū)動能力強，響應(yīng)速度快，工作電壓比較高，可以達到 600V，其內(nèi)設(shè)欠壓封鎖，成本低、易于調(diào)試。高壓側(cè)驅(qū)動采用外部自舉電容上電，與其他驅(qū)動電路相比，它在設(shè)計上大大減少了驅(qū)動變壓器和電容的數(shù)目，使得 MOSFET 和 IGBT 的驅(qū)動電路設(shè)計大為簡化，而且它可以實現(xiàn)對MOSFET 和 IGBT 的最優(yōu)驅(qū)動，還具有快速完整的保護功能。與此同時， IR2110的研制成功并且投入應(yīng)用可以極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性。降低了產(chǎn)品成本和減少體積。 IR2110 的引腳圖以及功能 引腳 1（ LO）與引腳 7（ HO）：對應(yīng)引腳 12 以及引腳 10的兩路驅(qū)動信號輸出端，使用中，分別通過一電阻接主電路中下上通道 MOSFET 的柵極，為了防止干擾，通常分別在引腳 1與引腳 2以及引腳 7與引腳 5 之間并接一個 10KΩ的電阻。 引腳 2（ COM）：下通道 MOSFET 驅(qū)動輸出參考地端，使用中，與引腳 13（ Vss）直接相連，同時接主電路橋臂下通道 MOSFET 的源極。 引腳 3（ Vcc）：直接接用戶提供的輸出極電源正極，并且通過一個較高品質(zhì)的電容接引腳 2。 引腳 5（ Vs）：上通道 MOSFET 驅(qū)動信號輸出參考地端，使用中，與主電路中上下通道被驅(qū)動 MOSFET 的源極相通。 與引腳 6（ VB）：通過一陰極連接到該端陽極連接到引腳 3 的高反壓快恢復(fù)二極管，與用戶提供的輸出極電源相連，對 Vcc 的參數(shù)要求為大于或等于 — ，而小于或等于 +20V。 引腳 9（ VDD）：芯片輸入級工作電源端，使用中，接用戶為該芯片工作提供的高性能電源，為抗干擾，該端應(yīng)通過一高性能去耦網(wǎng)絡(luò)接地，該端可與引腳 3（ Vcc）使用同一電源，也可以分開使用兩個獨立的電源。 引腳 10（ HIN）與引腳 12（ LIN）：驅(qū)動逆變橋中同橋臂上下兩個功率 MOS山西機電職工學(xué)院畢業(yè)論文 14 器件的驅(qū)動脈沖信號輸入端。應(yīng)用中，接用戶脈 沖形成部分的對應(yīng)兩路輸出，對此兩個信號的限制為 至 Vcc+，這里 Vss 與 Vcc分別為連接到 IR2110的引腳 13（ Vss）與引腳 9（ VDD）端的電壓值。 引腳 11（ SD）：保護信號輸入端，當(dāng)該引腳為高電平時， IR2110 的輸出信號全部被封鎖，其對應(yīng)的輸出端恒為低電平，而當(dāng)該端接低電平時，則 IR2110的輸出跟隨引腳 10 與 12 而變化。 引腳 13（ Vss）：芯片工作參考地端，使用中，直接與供電電源地端相連，所有去耦電容的一端應(yīng)接該端，同時與引腳 2直接相連。 引腳 引腳 1引腳 4：為空 引腳。 芯片參數(shù)： 1． IR2110 的極限參數(shù)和限制： 最大高端工作電源電壓 VB： 至 525V 門極驅(qū)動輸出最大（脈沖）電流 IOMAX： 2A 最高工作頻率 fmax： 1MHz 工作電源電壓 Vcc： 至 25V 貯存溫度 Tstg： 55至 150176。 C 工作溫度范圍 TA： 40至 125176。 C 允許最高結(jié)溫 Tjmax： 150176。 C 邏輯電源電壓 VDD： 至 VSS+25V 允許參考電壓 Vs 臨界上升率 dVs/dt： 50000V/μ s 高端懸浮電源參考電壓 Vs： VB
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