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本(ben)文(wen)闡(chan)述(shu)了(le)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)以(yi)及(ji)單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)特(te)點(dian)。步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)是(shi)數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)電(dian)機(ji),它(ta)將(jiang)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)角(jiao)位(wei)移(yi),即(ji)給(gei)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao),步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)就(jiu)轉(zhuan)動(dong)一(yi)個(ge)角(jiao)度(du),因(yin)此(ci)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)於(yu)單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)。
步進電機可分為反應式步進電機、yongcishibujindianjihehunheshibujindianji。bujindianjiqubieyuqitakongzhidianjidezuidatedianshi,tashitongguoshurumaichongxinhaolaijinxingkongzhide,jidianjidezongzhuandongjiaoduyoushurumaichongshujueding,erdianjidezhuansuyoumaichongxinhaopinlvjueding。tajuyougaojingdudedingwei、位置及速度控製、具定位保持力、動作靈敏、開回路控製不必依賴傳感器定位、中低速時具備高轉矩、高信賴性、小型、高功率等特征,使其具有廣泛的應用。
一、步進電機的工作原理
bujindianjishijidiankongzhizhongyizhongchangyongdezhixingjigou,tadeyongtushijiangdianmaichongzhuanhuaweijiaoweiyi,tadedequdongdianlugenjukongzhixinhaogongzuo,kongzhixinhaoyoudanpianjichansheng。dangbujinqudongqijieshoudaoyigemaichongxinhao,tajiuqudongbujindianjianshedingdefangxiangzhuandongyigegudingdejiaodu,kongzhihuanxiangshunxu,jitongdiankongzhimaichongbixuyangeanzhaoyidingshunxufenbiekongzhigexiangdetongduan。tongguokongzhimaichonggeshujikeyikongzhijiaoweiyiliang,congerdadaozhunquedingweidemude。kongzhibujindianjidezhuanxiang,jigeidinggongzuofangshizhengxuhuanxiangtongdian,bujindianjizhengzhuan,ruoanfanxutongdianhuanxiang,zedianjijiufanzhuan。kongzhibujindianjidesudu,jigeibujindianjifayigekongzhimaichong,tajiuzhuanyibu,zaifayigemaichong,tahuizaizhuanyibu,lianggemaichongdejiangeyueduan,bujindianjijiuzhuandeyuekuai。tongshitongguokongzhimaichongpinlvlaikongzhidianjizhuandongdesuduhejiasudu,congerdadaotiaosudemude。
二、設計方案
本設計采用51單片機AT89C51(晶振頻率為12MHZ)對四相六線製步進電機(內阻33歐,步進1.8度,額定電壓12V)進行控製。通過I/O口輸出的具有時序的方波作為步進電機的控製信號,信號經過芯片ULN2003驅動步進電機。ULN2003 是高耐壓、大電流達林頓陳列,由七個矽NPN 達林頓管組成。ULN2003 的每一對達林頓都串聯一個2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連,可以直接處理原先需要標準邏輯緩衝器來處理的數據。ULN2003 工作電壓高,工作電流大,灌電流可達500mA,並且能夠在關態時承受50V 的電壓,輸出還可以在高負載電流並行運行。通過ULN2003構成步進電機的驅動電路,電路圖如圖1所示。51的25-28口接ULN2003的1-4輸入端。另外,用鍵盤來對電機的狀態進行控製,並用數碼管顯示電機的轉速,采用74LS164作為2位單個數碼管的顯示驅動。74LS164帶鎖存,使用串行接法可以節約I/O口資源。其電路圖如圖2所示。通過51的TXD和RXD口對CLK和DATA發送數據。

圖1 51單片機控製步進電機線路圖

圖2 顯示電路圖
三、預期目標
將圖1圖2連接起來,使之實現:按下啟動鍵,電機旋轉,按下加1鍵,速度增加,按下減1鍵,速度降低,最高速度為100轉/分,最低速度為25轉/分,按下停止鍵,電機停轉。速度值在數碼管上顯示出來。
綜合以上選取的方案,總的流程如圖3所示。

圖3 係統電路流程圖
結束語
shejidebujindianjijibennengshixianyuqimubiao,jingguotiaoshihexiugai,danhaishicunzaiwenti,biruankaiguandeshihouhuichuxianbuwendingqingkuang,zhuansuyoushibijiaoluan,xianshiyoushiyeyouxiebulixiang,houmiandegongzuojiushizairuanjianheyingjiandengfangmianjinxingxiugai,yiwanquandadaoyuqimubiao。
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