【正文】 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動力矩又可以提高控制精度 [4]。 四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。而 0、 3 號齒和 A、B 相繞組產生錯齒， 5 號齒就和 A、 D 相繞組磁極產生錯齒。 圖 四相步進電機步進示意圖 開始時，開關 Sb 接通電源， Sa、 Sc、 Sd 斷開， B 相磁極和轉子 0、 3 號齒對齊，同時，轉子的 4 號齒就和 C、 D 相繞組磁極產生錯齒， 5 號齒就和 D、 A 相繞組磁極產生錯齒。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉動。下面做詳細介紹。只要對步進電機的各相基于單片機的步進電機調速電路設計 5 繞組按合適的時序通電，就能使步進電 機轉動。 (2)轉子：由軟磁材料制成，其外表面也均勻地分布著小齒 ， 與定子上的小齒相同，并且小齒的大小相同，間距相同。定子齒有勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開 0、 1/12π、1/6π、 1/4π[3]，即 A 與齒 1 相對齊， B 與齒 2 向右錯開 1/12π， C 與齒 3 向右錯開 1/6π，D 與齒 4 向右錯開 1/4π， A39。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 在非超載的情況 下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個 步距角 。通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度 (即步進角 )。 步進電機有著方方面面重要應用，如何對其進行有效控制，使其能夠發(fā)揮最大的優(yōu)勢是各 個行業(yè)技術開發(fā)人員所共同關注的，本文旨在設計一套較完整的通用控制系統(tǒng)，對步進電機的轉速、方向實行智能化控制，并能通過 LED 顯示其轉速。 圖 步進電機的外觀圖 基于單片機的步進電機調速電路設計 3 本文研究內容 本設計主要是研究基于單片機的步進電機控制，采用單片機 AT89S52 控制步進電機在四相四拍工作方式下的啟停控制，正反轉控制和加減速控制，以實現(xiàn)基于單片機的步進電機的調速電路控制。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路 等組成控制系統(tǒng)方可使用。這就給用戶在產品選型和使用中造成許多麻煩。 目前 ,生產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，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設備都沒有。 70 年代中期至 80 年代中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動機不斷被開發(fā)。中等耐壓的大功率半導體器件也完全國產化。 我國步進電機的研究及制造起始于本世界 50 年代后期，從 50 年代后期到 60 年代后期，主要是高等院校和科研機構為研究一些裝置而使用或開發(fā)少量產品。步進電機往后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解能、高響應性、信賴性等靈活控制性高的機械系統(tǒng)中。 1950 年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。本設計是基于 AT89S52 單片機的步進電機控制系統(tǒng)，能夠有效地對步進電機轉速、方向的控制。在當今社會的各個領域，步進電機無處不在，應用領域涉及機器人、工業(yè)電子自動化設備、醫(yī)療器件、廣告器材、舞臺燈光設備、印刷設備、計算機外部應用設備等等。 但近 30 年來，數(shù)字技術、計算機技術和永磁材料的迅速發(fā)展，推動步進電機的發(fā)展，為步進電機的應用開辟了廣闊的前景，近幾年來，步進電機需求量一直呈現(xiàn)出較快的增長速度，其中掃描儀、打印機、傳真、 DVDROM/CDROM 驅動器、空調及多功能自動化辦公設備等應用對 步進電機 的需求增長最強。 same time, to control the state of the motor with four keys and display the motor speed on LED indicator. KEY WORDS Stepper Motors MCU Drive Speed Governing 目 錄 中文摘要 .................................................................................................. I 英文摘要 ................................................................................................. II 1 緒論 ................................................................................................... 1 步進電機及其發(fā)展 .................................................................... 1 步進電機在我國的發(fā)展應用及前景 .......................................... 1 本文研究內容 ............................................................................ 3 2 步進電機的結構、工作原理及特性 ................................................... 4 步進電機的概念 ........................................................................ 4 步進電機的結構及工作原理 ..................................................... 4 步進電機的結構 ................................................................. 4 工作原理 ........................................................................... 4 步進電機的特點 ........................................................................ 6 步進電機的常用術語 ................................................................. 7 步進電機的振蕩和失步 ............................................................. 8 振蕩 ................................................................................. 8 失步 ................................................................................. 9 阻尼方法 ................................................................................... 9 3 總體硬件設計 ................................................................................... 11 控制系統(tǒng)框圖 ........................................................................... 11 單片機最小系統(tǒng) ....................................................................... 11 時鐘電路 .......................................................................... 12 復位電路 .......................................................................... 13 顯示電路 .................................................................................. 14 按鍵控制電路 ........................................................................... 15 步進電機驅動電路 ................................................................... 16 4 步進電機的單片機控制原理 ............................................................. 18 單片機控制系統(tǒng)流程圖 ............................................................ 18 脈沖序列 .................................................................................. 18 脈沖序列的生成 ................................................................ 18 脈沖序列的分配 ................................................................ 19 步進電機的運行控制 ................................................................ 20 步進電機的速度控制 .......................................................... 20 步進電機的方向控制 .......................................................... 21 步進電機的位置控制 .......................................................... 22 步進電機的加減速控制 ...................................................... 22 5 程序設計 ........................................................................................... 28 主程序設計 ............................................................................... 28 定時中斷設計 ........................................................................... 30 外部中斷設計 ........................................................................... 31 6 結論 .................................................................................................. 32 致謝 ........................................................................................................ 33 參考文獻 ................................................................................................ 34 附錄 ........................................................................................................ 36 基于單片機的步進電機調速電路設計 1 1 緒論 步進電機及其發(fā)展 步進電機是機電一體化產品中的關鍵組件之一，是一種性能良好的數(shù)字執(zhí)行元件，隨著計算機應用技術、電子技術和自動控制技術在國民經(jīng)濟各個領域中的普及與深入，步進電機的需求量越來越大。本設計采用 8 位單片機 AT89S52 對步進電機進行控制，通過 I/O 口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控制信號，信號經(jīng)過驅動芯片驅動步 進電機；同時，用4 個按鍵來對電機的狀態(tài)進行控制，并用數(shù)碼管顯示電機的轉速。步進電機