【正文】 BC－ D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C,D 或者 D,C,B,A 相的通斷。 使用、控制步進電機必須由環(huán)形脈沖 ，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如 （ 1）所示 ： 圖 （ 1） 步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。 步進電機控制原理 步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移 在步進電機中，控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍，每一拍轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個步距角 ，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。選擇時應考慮以下幾個問題：被控對象參數(shù)的數(shù)量；各輸入 /輸出通道是 串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據(jù)的傳遞速率；各通道數(shù)據(jù)的字長及選擇位數(shù)；對顯示、打印有何要求；畫出整個系統(tǒng)原理圖。執(zhí)行機構(gòu)的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對象的實際情況確定。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測參數(shù)的測量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一?？傮w方案的設計主要是根據(jù)被控對象的任務及工藝要求而確定的。 確定單片機控制系統(tǒng)總體方案，是進行系統(tǒng)設計最重要、最關(guān)鍵的一步。 雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音 。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的） 靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。 θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機為例。常用 m 表示。 （ 6） 運行矩頻特性： 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性 ，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。 （ 4） 最大空載起動頻率： 電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。稱之為失步。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在 5%之內(nèi)，八拍運行時應 在 15%以內(nèi)。 步進電機參數(shù)指標及指標術(shù)語 步進電機的動態(tài)指標 （ 1)步距角精度： 步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。 、高功率： 步進電機體積小、扭力大，盡管于狹窄的空間內(nèi)，仍可順利做安裝，并提供高轉(zhuǎn)矩輸出。 ： 步進電機在中低速時具有較大 的轉(zhuǎn)矩，故能夠較同級伺服電機提供更大的扭力輸出。 、不必依賴傳感器定位： 步進電機的控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，不需要速度感應器 (ENCODER、轉(zhuǎn)速發(fā)電機 )及位置傳感器 (SENSOR)，就能以輸入的脈波做速度及位置的控制。械式的剎車，也能做到停止位置的保持。 (步進電機的定位精度是取決于電機本身的機械加工精度 ) ： 步進電機在輸入脈沖信號時，可以依輸入的脈沖數(shù)做固定角度的回轉(zhuǎn)進而得到靈活的角度控制 (位置控制 )，并可得到與該脈沖信號周波數(shù) (頻率 )成比例的回轉(zhuǎn)速度。 176。 (半步級 )，是非常小的；停止定位精度誤差皆在177。以 5 相步進電機為例：其定位基本單位 (分辨率 )為 176。 167。 TORQUE： DETENT TORQUE 是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。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)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。 （ HOLDING TORQUE）： HOLDING TORQUE 是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。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。 /176。 /176。 /176。 ： 步進電機的相數(shù)是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。整步工作時為 176。 /176。 步進電機的基本參數(shù) ： 電機固有步距角表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。反應式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15度。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差（精度為 100%）的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(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。 二、 步進電機概述 167。 同 時 可 以 通 過 單 片 機 采 集 手 輪 發(fā) 出 的 信 號 對 電 機 進 行同 步 控 制 。 本 次 設 計 的 步 進 電 機 控 制 系 統(tǒng) 以 PC機 作 為 上 位 機 ，以 單 片 機 作為 下 位 機 ，可 使 上 位 機 能 夠 將 經(jīng) 過 處 理 的 控 制 指 令 和 參 數(shù) 發(fā) 送 到 下位 機 ，保 證 下 位 機 能 夠 準 確 、及 時 地 發(fā) 出 控 制 信 號 ，通 過 驅(qū) 動 器 驅(qū)動 步 進 電 機 上 作 。 因 而 在 轉(zhuǎn) 子 齒 數(shù) 和 運 行 拍 數(shù) 一 定 的 情 況 下 ，只 要控制脈沖頻率即可獲得所需速度 因 此 在 眾 多 領(lǐng) 域 有 著 極 其 廣泛 的 應 用 。 步進電動機突出的優(yōu)點是它可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變 脈 沖 頻 率 來 實 現(xiàn) 調(diào) 速 ，快 速 起 停 、正 反 轉(zhuǎn) 控 制 及 制 動 等 ，并 且 用其 組 成 的 開 環(huán) 系 統(tǒng) 既 簡 單 、廉 價 ，又 非 常 可 ， 步 進 電 機 的 轉(zhuǎn) 速 取 決于 脈 沖 頻 率 、轉(zhuǎn) 子 齒 數(shù) 和 拍 數(shù) 。 近些年來 ， 由 于 步 進 電 機 的 控 制 精 度 不 斷 提 高 ， 越 來 越 多 有 較高 控 制 精 度 要 求 的 系 統(tǒng) 也 開 始 采 用 步 進 電 機 。本 文 闡 述 了 步 進 電 機 的 基 本知 識 和 特 性 ，提 出 了 基 于 單 片 機 控 制 和 集 成 電 路 驅(qū) 動 的 步 進 電 機 控制實現(xiàn)方法以及軟硬件設計方法。 隨 著 工 業(yè) 自 動 化 的 發(fā) 展 ，步 進 電 機 的 應 用 也 越 來 越 廣 泛 。從 前 必 須 由 模 擬電 路 或 數(shù) 字 電 路 實 現(xiàn) 的 大 部 分 功 能 ，現(xiàn) 在 已 能 用 單 片 機 通 過 軟 件 方法 來 實 現(xiàn) 了 。綜 合 所 述 ，單 片 機 已 成 為 計 算 機 發(fā) 展 和 應 用 的一 個 重 要 方 面 。 此外 ， 單 片 機 在 工 商 ， 金融 ， 科 研 、教 育 ， 國 防 航 空 航 天 等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途 。 例 如 工 廠 流 水 線 的 智 能 化 管 理 ， 電 梯 智 能 化 控 制 、各 種報警系統(tǒng) ， 與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等 。 例 如 精 密 的 測 量 設 備 （ 功