【導(dǎo)讀】步進(jìn)電機(jī)作為最常見的一種電機(jī)，作為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件，步進(jìn)電。床、機(jī)器人、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制，一般以單。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。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。正反轉(zhuǎn)功能，并用數(shù)字燈和數(shù)碼管顯示當(dāng)前狀態(tài)。

　　

【正文】 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 第四節(jié) 核心芯片介紹 L297 的工作原理 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)。芯片內(nèi)的 PWM 斬波器電路可開關(guān)模式下調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)繞組中的電機(jī)繞組中的電流。該集成電路采用了 SGS 公司的模擬 /數(shù)字兼容的 I2L 技術(shù)，使用 5V 的電源電壓，全部信號(hào)的連接都與 TFL/CMOS 或集電極開路的晶體管兼容。 L297的芯片引腳特別緊湊，采用雙列直插 20腳塑封封裝，其引腳見圖 28。 19 圖 28 L297 引腳圖 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。 3種方式的驅(qū)動(dòng)相序都可以很容易地根據(jù)變換器輸出的格雷碼的順序產(chǎn)生，格雷碼的順序直接與四八拍 (半步方式 )相符合 ，只要在腳 19 輸入一高電平即可得到。其波形圖如圖 29所示。 圖 29 四項(xiàng)八拍模式波形圖 通過交替跳過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 2 211。 20 210 單四拍波形圖 圖 211 雙四拍波形圖 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)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的 IO 端口來提供模擬時(shí)序信號(hào)。 但在本驅(qū)動(dòng)電路中用 L297 來提 供時(shí)序信號(hào)，節(jié)省了單片機(jī) IO 端口的使用。L298N 之接腳如圖 212 所示。 21 圖 212 L298 引腳圖 297 加驅(qū)動(dòng)器組成的步進(jìn)電機(jī)控制電路具有以下優(yōu)點(diǎn)：使用元件少，組件的損耗低，可靠性高體積小，軟件開發(fā)簡(jiǎn)單。 L297 與 L298 配合使用控制雙極步進(jìn)電機(jī)工作電流可達(dá) ；如與 L293E 配套使用，步進(jìn)電機(jī)繞組電流。圖 213為 L297 和 L298 組成的控制驅(qū)動(dòng)器的線路圖。 圖 213 L297L298 典型應(yīng)用電路圖 L297 的特性是只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號(hào)。相位是由內(nèi)部產(chǎn)生的，因此可減輕單片機(jī)和程序設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。 L298 芯片是一種高壓、大電流雙 H 橋式驅(qū)動(dòng)器。 22 驅(qū)動(dòng)方式的確定 并于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般有兩種方法，一種是通過 CPU 直接來驅(qū)動(dòng)，這種方法一般不宜采用，因?yàn)?CPU的輸出電流脈沖是特別小的它不能足以讓步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；別一種是通過 CPU 來間接驅(qū)動(dòng)，就是把從 CPU 輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，然后直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，這種方法比較安全可靠。固本次設(shè)計(jì)應(yīng)采用 CPU間接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。固采用 L297 和 L298 并用。 用 光電開關(guān)作為轉(zhuǎn)速測(cè)量工具 ,因?yàn)檫x擇了閉環(huán)控制，就必須有反饋元件，采用同軸的測(cè)速電機(jī)，把步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋回來，然后通過顯示器顯示出來并對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，個(gè)人覺得這樣設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，安全可靠，污染少，用光電開關(guān)作為反饋元件。 第五節(jié) 本章總結(jié) 本章主要對(duì)單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)及相關(guān)重要的芯片做了簡(jiǎn)單的介紹，并系統(tǒng)的說明了本設(shè)計(jì)對(duì)器件的選擇，如單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是這個(gè)設(shè)計(jì)的主題，所以詳細(xì)的介紹了本設(shè)計(jì)所用的步進(jìn)電機(jī)和單片機(jī)， L29 L298 的并用非常適合控制四相步進(jìn)電機(jī)，其它的控制電路顯示電路在后面的章節(jié)會(huì)介紹。 23 第三章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第一節(jié) 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)原理圖 因本次設(shè)計(jì)的要求，選用四相步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)選用 89C52 作為控制器。選取用 74LS244 來驅(qū)動(dòng)顯示。選用 L297\L298 作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。然后由于步進(jìn)電機(jī)同軸的光電開關(guān)作為反饋元件，并把反饋回的信號(hào)經(jīng) CPU 處理后再由顯示器顯示出來。但由鍵盤輸入的速度數(shù)值了得通過顯示器來顯示，所以本次設(shè)計(jì)要兩排顯示，一排來顯示給定的轉(zhuǎn)速一排來顯示實(shí)際的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)原理框圖如 所示： 圖 系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)整圖 系統(tǒng)整圖如圖 32 所示，本系統(tǒng)采用外部中斷方式， p1 口作為信號(hào)的輸入部分， p0、 p2 是數(shù)碼管顯示部分， p3 口作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分。 74LS14 74LS244 顯示器 L298 AT89C52 鍵盤 L297 四相步進(jìn)電機(jī) 光電開關(guān) 24 圖 32 系統(tǒng)整圖 第二節(jié) 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 電源電路的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)用了 +5V、 +12V 電源，采用的是 78系列的集成固定三端穩(wěn)壓管。 78系列集成穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定，漂移小，精度也比較高。其內(nèi)部也有完善的保護(hù)電路。它有風(fēng)部過流保護(hù)，保證輸出電流部會(huì)超出最大允許值；它有內(nèi)部熱保護(hù)電路，如果輸出管的結(jié)溫達(dá)到允許的最大值，它會(huì)知道減小輸出電流；它內(nèi)部還有工作區(qū)限制電路。使穩(wěn)壓器的工作臺(tái)不進(jìn)入不安全區(qū)。因此，它的可靠性高。另外，它只有三條引腳，移位輸入，移位輸出，移位公共端，使用起來很簡(jiǎn)單。 變壓 電源變壓器將 220V 的交流電壓變?yōu)樗璧慕涣麟妷褐?。因?yàn)樵谡?、濾波和穩(wěn)壓電路 中有一定的壓降，所以要使輸出電壓比所需電壓高 2V~3V。 .整流 整流電路將交流電壓變?yōu)槊}沖的直流電壓，常用的整流電路有單相半波，全波，橋式和倍壓整流電路。這里采用單相橋式不可控整流電路。 25 .濾波 濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的波紋，一般由電抗元件組成。如要負(fù)載兩端并聯(lián)電容或與負(fù)載串聯(lián)電感 L。以及 C 和 L 組合而成的各種復(fù)式濾波電路。因?yàn)殡娙轂V波電路簡(jiǎn)單，負(fù)載直流電壓較高，波紋較小，所以我們采用的是電容式濾波。 .穩(wěn)壓 穩(wěn)壓的作用電當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)采用三端集成穩(wěn)壓器，常用的是 7800 系列和 7900 系列。前者是三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器，后者是三端固定負(fù)輸出極集成穩(wěn)壓器，整流后的輸出波形與純直流相差甚遠(yuǎn)，須經(jīng)濾波才能作直流電源用。最常用的元件是電容。整流輸出的電壓升高時(shí)，輸出的電流一面供給負(fù)載應(yīng)用，一面給濾波電容充電。當(dāng)整流輸出電壓開始下降時(shí)，電容向負(fù)載放電以維持輸出電壓，總的輸出電壓波形就平滑得多。 下面以電源 +12V 為例介紹一下電路的工作原理： 圖 33 +12 電源電 路圖 利用 LM7812 和 LM7805 芯片得到 12V 和 5V 的電壓，它們的應(yīng)用要注意以下幾點(diǎn)： 輸入輸出壓差不能太大 ,太大則轉(zhuǎn)換效率急速降低，而且容易擊穿損壞； 輸出電流不能太大， 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿； 輸入輸出壓差也不能太小 ,大小效率很差。 其中 12V 電壓給步進(jìn)電機(jī)供電， 5V 電壓則給單片機(jī)供電。分別如圖 3圖 35所示。 （ 1）產(chǎn)生 12V 的電壓給步進(jìn)電機(jī)供電 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 0 J u n 2 0 1 0 S h e e t o f F i l e : H : \ 電路原理圖 . d d b D r a w n B y :1234C40 . 3 3 uC50 . 1 uTV i n1GND2+ 1 2 v 3U + 1 2 v 26 圖 3412V 電路部分 （ 2）產(chǎn)生 5V 的電壓給單片機(jī)供電 圖 35 5V 電路部分 按鍵電路的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)選用的是單片機(jī)的 P1口來控制信號(hào)的輸入，所以把按鍵開關(guān)和 P1口連接起來，當(dāng)按下開關(guān) K1 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平，數(shù)碼管 LED1 亮；當(dāng)按下開關(guān) K2 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平，數(shù)碼管 LED2 亮；當(dāng)按下開關(guān)K3時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平，數(shù)碼管 LED3 亮；當(dāng)按下開關(guān) K4 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平，數(shù)碼管 LED4 亮；當(dāng)按下開關(guān) K5 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平；數(shù)碼管 LED5 亮；當(dāng)按下開關(guān) K6 時(shí)，相當(dāng)于 口一個(gè)低電平；數(shù)碼管 LED6 亮。然后通過單片機(jī)實(shí)行相應(yīng)的操作。如圖 36。各個(gè)開關(guān)都接有數(shù)碼管，表示此操作正常，這樣更好的讓我們視角上能夠感受。 27 圖 36 按鍵部分電路 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 此電路是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分，我選用的是 L297和 L298芯片并用來驅(qū)動(dòng)的，L29 L298 前面已經(jīng)介紹了，這里不多作解釋。電路圖如 37。 圖 驅(qū)動(dòng)部分電路 顯示部分電路 28 顯示電路的用 74LS244 芯片來驅(qū)動(dòng)， 74LS244 芯片分別接兩排顯示器，每排為 4 位顯示，分別用來顯示步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速。 74LS244 與 CPU的連接圖如 38 所示。 38 顯示部分電路 時(shí)鐘部分 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏，可以通過提高時(shí)鐘頻率來提高 CPU 的速度，本次設(shè)計(jì)采用的晶振為 12MHz。如圖 39。 圖 39 時(shí)鐘部分電路 抗干擾設(shè)計(jì) 29 由于系統(tǒng)中不可避免會(huì)從外界引入干擾，影響系統(tǒng)的控制精度，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，故采用了 硬件和軟件抗干擾措施。 干擾對(duì)微機(jī)的作用可分為四部分： ①輸入系統(tǒng)：它使模擬信號(hào)失真，輸入數(shù)據(jù)信號(hào)出錯(cuò)。 ②輸出系統(tǒng)：使各輸出信號(hào)混亂，不能反映微機(jī)系統(tǒng)的真實(shí)輸出量。從而導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的后果，同時(shí)，還把現(xiàn)場(chǎng)的高電壓設(shè)備與主機(jī)隔離，防止出現(xiàn)高頻干擾現(xiàn)象。 ③微機(jī)控制的內(nèi)核，使三總線上的數(shù)據(jù)信號(hào)混亂， CPU 得到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信息，使運(yùn)算操作數(shù)失真。 ④電源系統(tǒng)：我們?cè)O(shè)計(jì)所采用的芯片都由直流穩(wěn)壓電源供電。這些直流穩(wěn)壓電源都是由 220 伏轉(zhuǎn)化而來，有可能產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象。使電源的壓降上升或下降，對(duì)主機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生干擾。 本次設(shè)計(jì)采用的硬件抗干擾措施有： ①在電路排列方面，模擬電路和數(shù)字電路之間集中在一起，器件之間盡量縮短距離減小寄生電容。 ②在線路設(shè)計(jì)中，將所有器件的模擬地線和數(shù)字地線都區(qū)分開，兩者的地線不要混亂，分別與電源地線相連。 ③電源系統(tǒng)的干擾大部分是高次諧波，然后接穩(wěn)壓器件，以保持電源穩(wěn)定。 ④采用分散獨(dú)立功能模塊供電，在每塊系統(tǒng)功能模塊上用集成三端固定穩(wěn)壓器如 780 781 781 7915 等穩(wěn)壓源，而且也減少了公共阻抗的相互耦合，大大提高了供電的可靠性。 程序監(jiān)視系統(tǒng)中的抗干擾（電源部分） WATCHDOG 本身能獨(dú)立工作，基本上不依賴于 CPU，當(dāng)電源受干擾而掉電時(shí)，WATCHDOG 自動(dòng)產(chǎn)生中斷。使 CPU 備用電源起作用，對(duì) CPU 正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。 第三節(jié) 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 30 與其它的微處理器一樣，開發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制程序也需要一套完整的軟件和硬件開發(fā)工具。近年來，隨著以 51 單片機(jī)為內(nèi)核的單片機(jī)的不斷發(fā)展和普及，國(guó)外的一些公司紛紛推出了以 51 單片機(jī)為基礎(chǔ)的集成開發(fā)環(huán)境。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)是 AT89C52。 系統(tǒng)主程序 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分為電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)、電機(jī)加速與電機(jī)減速的幾部分組成，其主程序框圖如圖 310 所示。 圖 310 主程序框圖 鍵盤 控制 程序設(shè)計(jì) 控制鍵程序用于判斷 口與 口的值，當(dāng) 口為 0 時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng) 口為 0時(shí)，繼續(xù)判斷 口的值， 口為 0 時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖 311所示。 開始 初始化 調(diào)按鍵子程序 調(diào)按鍵子程序 調(diào)用正反轉(zhuǎn)子程序 調(diào)用 正反、 加減速子程序 停止 31 圖 311 鍵盤程序流程圖 正反轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)初始化之后，前進(jìn)子程序 R0 用于給 P1 口送不同的值，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的相序，使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)， P1 口的值分別為 01H， 03H， 02H， 06H， 04H， 0CH， 08開始 有鍵閉合否？ 閉合鍵釋放否？ 有鍵閉合否？ 調(diào)用子程序 延時(shí) 12ms 判斷閉合鍵號(hào) 棧 輸入鍵號(hào) A 調(diào)用子程序 延時(shí) 6ms 返回 是 否 否 否 是 否 32 H， 09H。電機(jī)反轉(zhuǎn)原理與正轉(zhuǎn)相似，此時(shí) P1 口的值分別為 09H， 08H， 0CH， 04H，06H， 02H， 03H， 01H。流程 如圖 312 所示。 圖 312 正反轉(zhuǎn)程序流程圖 加減速程序設(shè)計(jì) 當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的時(shí)候，按下加速鍵，調(diào)用加速子程序，使電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步的延時(shí)時(shí)間變短，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速。按下減速鍵，通過改 變電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一開始 設(shè)置控制步數(shù) 設(shè)置定時(shí)器工作方式 設(shè)置定時(shí)器的初始值方式 取反轉(zhuǎn)起始地址 開中斷 允許這時(shí)中斷 正轉(zhuǎn)否？ 是 否 啟動(dòng)定時(shí) 中斷等待 取正轉(zhuǎn)起始地址 33 步的延時(shí)時(shí)間，使時(shí)間變長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)減速。流程 如圖 313 所示。 313 轉(zhuǎn)速快慢程序流程圖 顯示子程序的設(shè)計(jì) 第一個(gè)顯示燈上的數(shù)據(jù)為電機(jī)初始速度的設(shè)定，第二個(gè)顯示燈上的數(shù)是有電開始 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 輸出控制模塊 指向下一個(gè)控制模塊方式 取控制模塊 關(guān)中斷 恢復(fù)起始控制臺(tái)模塊 是控制模塊結(jié)束標(biāo)志否？ 是 否 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 禁止定時(shí)中斷 步數(shù)夠否？ 返回 否 是 34 機(jī)后面的 74LS244 傳回的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出實(shí)際轉(zhuǎn)速，流程如圖 314 所示。 圖 314 顯示程序流程圖 定時(shí)中斷流程圖 在電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的時(shí)候我們的程序就暫停執(zhí)行，這個(gè)時(shí)候就需要中斷，流程圖如 315 所示。 74LS244 初始化 設(shè)置顯示數(shù)據(jù)區(qū)首址 設(shè)置位選字 輸出位選字 讀顯示數(shù)據(jù) 查段選碼 輸出段選碼 延時(shí) 1ms 顯示完 8 位數(shù)據(jù)否？ 返回 改變位選字 是 否 開始 35 圖 315 中斷子程序流程圖 第四節(jié) 本章總結(jié) 本章主要介紹了整個(gè)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)的，從器件的選擇到系統(tǒng)的成型，需要了解各種芯片的作用和使用方法，本系統(tǒng)使用了 AT89C5 74LS24 74HC24 74LS1 L29 L29 74LS1 TC232 等芯片，用到了四相步進(jìn)電機(jī)、光電開關(guān)、八位數(shù)字燈等器件。經(jīng)過對(duì)器件的了解在到連接配合各個(gè)芯片的使用到編程。使最終系統(tǒng)的確定和使用。 開始 關(guān)中斷 計(jì)數(shù)單元加 1 重新加載數(shù)據(jù) 觸發(fā) INTO 開中斷 8s定時(shí)到否？ 返回 是 否 36 第四章 系統(tǒng)的測(cè)試 第一節(jié) 測(cè)試的步驟 把編好的程序（包括正反轉(zhuǎn)程序、停止程序、顯示程序等）合理安排好結(jié)合到一起進(jìn)行編譯。由于編譯只能檢查是否存在語法錯(cuò)誤，所以還要看是否存在邏輯錯(cuò)誤。程序修改好以后，當(dāng)顯示編譯 0 錯(cuò)誤， 0警告的時(shí)候，這說明已經(jīng)沒有語法錯(cuò)誤了，是否有邏輯錯(cuò)誤還要看接上電路板通過仿真以后，步進(jìn)電機(jī)能否正常轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示是否正常。 電路的工作離不開電源，所以電源是必不可少的。電源采用的是利用變壓器將 220V 的電壓轉(zhuǎn)換為 12V 的電壓，再利用橋堆整流使交流電變成直流電，最后分別利用 LM7812 和 LM7805 芯片得到 12V 和 5V 的電壓。 電路板焊接好以后，首先要檢查一下電路設(shè)計(jì)是否合理、元器件焊接是否正確，焊接好以后需要仔細(xì)檢查。用萬用表分別檢測(cè)從 7812 和 7805 第三個(gè)端口出來的是否是 12V和 5V，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 7805兩端電壓正常， 7812兩端電壓非常不穩(wěn)定。用萬用表仔細(xì)檢查了每根線，發(fā)現(xiàn)了原因，電路板存在虛焊的現(xiàn)象。再次將電路板焊好，檢查好以后，用萬用表檢測(cè)兩端輸出電壓，結(jié)果正確，電源準(zhǔn)備工作完畢。 步進(jìn)電機(jī)一開始不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，以為是電路焊接有問題，為了防止再次出現(xiàn)虛焊，首先將電路板用萬用表檢查了一遍，沒問題。程序也是正確的。后來 仔細(xì)看了步進(jìn)電機(jī)工作原理，原來步進(jìn)電機(jī)要正常實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，四個(gè)相序必須弄清。把電機(jī)接上電源，用高電平分別接觸電機(jī)的引線，每接觸一下電機(jī)就會(huì)向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)一下，經(jīng)過幾次試驗(yàn)，終于搞清了電機(jī)的四個(gè)相序，排列順序分別是 1—A， 2— C， 3— B， 4— D。弄清了相序，把電路板重新布線，焊接好，結(jié)果電機(jī)能夠正常轉(zhuǎn)動(dòng)了。 37 第二節(jié) 測(cè)試的數(shù)據(jù) 在單相四拍方式控制中，假如 A 相電源通電， B、 C、 D三相都不通電，在磁場(chǎng)作用下，使轉(zhuǎn)子齒和 A相的定子齒對(duì)齊。若此時(shí)為初始狀態(tài)，并設(shè)與 A相磁極對(duì)齊的齒為 0 號(hào)齒，由于 B 相齒與 A 相齒相差 90度。且 不為整數(shù)。所以此轉(zhuǎn)子不能和 B 號(hào)齒對(duì)齊，只有 13 號(hào)小齒靠近 B 相磁極的中心線，與中心線相差 3度，如果此時(shí)變?yōu)?B 相通電，萬里 A、 C、 D 三相不通電，則 B 相磁極迫使與 13號(hào)齒對(duì)齊，整個(gè)齒就轉(zhuǎn)了 3 度，稱為一步。步進(jìn)電機(jī)就是以這種方式作為動(dòng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)。 在單相三拍 ABCDA 通電一周，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)了 9度。固步距角可用公式 表示： （ ） 其中 為步距角， N為運(yùn)行的拍數(shù)， 為轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。其中 ， 為控制的相繞阻， C 在四拍中為 1，在八拍中為 2。 步距角的速度的控制是通過改變脈沖的時(shí)間間隔來控制的。如果步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn) 20 圈要 2秒。則每進(jìn)一步所在的時(shí)間為：計(jì)算公式如 所示： （ ） 可見只要輸出一個(gè)脈沖后延時(shí) 再輸脈沖就可以達(dá)到自定的速度。本次設(shè)計(jì)在求的轉(zhuǎn)速范圍為 0到 ，最高轉(zhuǎn)速時(shí)的 精度為 2%。功率為 1W。 得：步進(jìn)脈沖之間的延遲時(shí)間為 。 。