步进电机的细分驱动设计

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1、步进电机的细分驱动设计江苏信息职业技术学院毕业设计报告课题：步进电机的细分驱动设计系部：电气工程系专业：电气自动化技术班级：自动化154姓名：李雨学号：1502053423指导教师：刘艳红23步进电机的细分驱动设计目录摘要：4第一章绪论11.1研究背景11.2目的意义11.3设计任务与技术要求2第二章方案的论证与设计32.1方案选择32.1.1基于FPGA方案设计 32.1.2 基于DSP方案设计 32.1.3 基于单片机方案设计 32.2方案的确定42.3方框图的设计52.4本章小结5第三章单元电路设计63.1单片机系统介绍63.1.1AG02R77单片机的基本组成63.1.2CPU

2、及8个部件的作用功能介绍如下63.1.3AG02R77单片机引脚图63.2单片机系统中所用其他芯片简介73.3程序存储器2712883.4数据存储器626493.5AG02R77单片机扩展电路及分析103.6PWM信号发生电路设计123.6.1PWM的基本原理123.6.2PWM信号发生电路设计123.6.3PWM发生电路主要芯片的工作原理143.7芯片4040143.8功率放大驱动电路设计153.8.1芯片74LS164性能及特点163.8.274LS164的引脚图以及功能163.9主电路设计183.9.1延时保护电路183.9.2主电路183.9.3输出电压波形203.10测速发电

3、机203.11滤波电路203.12A/D转换203.12.1芯片ADC0809介绍213.12.2ADC0809的引脚及其功能2123步进电机的细分驱动设计第四章软件程序设计234.1直流调速系统234.2单闭环直流调速系统244.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较26致辞29参考文献3023步进电机的细分驱动设计步进电机的细分驱动设计摘要：细分驱动技术是一种能够改善步进电机低频率特征和提高步进精确度的技术。普遍用于高精确度、低频振动，低噪音系统。譬如自动化控制、精密器械加工、航空航天技术以及所有要求高精度定位、自动记录、自动瞄准等高科技领域。本篇设计先对型号为AG02R77的5

4、1单片机和型号为20BY30XN52步进电机的功能与有点进行概述。然后再给出基于单片机关于步进电动机的细分驱动的具体设计。关键词：自动化控制；步进电机；单片机23步进电机的细分驱动设计第一章绪论自从上个世纪50年代以来，步进电动机就广泛的应用于数字控制的各个领域中。它凭借自身良好的性能和众多的优点。出世不久便一跃成为了机电一体化方面的宠儿。步进电机的工作原理基于最基本的电磁感应理论。它是将所受到的电流脉冲信号转化为角位移或是线位移的开环控制元器件。步进电机不能直接连接电源工作它必须使用专门的驱动器。步进电机驱动系统性能的优劣，往往取决于两个方面，电机的自身性能好坏与驱动器性能的优劣。必

5、须将步进电机添加驱动器。驱动方式为脉冲信号，无脉冲，步进电机停止。添加适当的脉冲信号导致一定角度的旋转（称为步进角度）。转速与脉冲频率成正比。设计选取是型号为20BY30XN52步进电动机它的步进角速度为18度，自转一圈则为360度，那么将需要20个脉冲信号才能完成。步进电机同时拥有瞬间启动，急速停止的优秀性能。改变脉冲信号顺序，可以便捷地改变电机转动方向。23步进电机的细分驱动设计第二章方案的论证与设计2.1单片机方案设计单片机是作为一个控制芯片，总共有40个IO口，它的内部存放着步进电机转角细分电流所需要的数据控波形图表，通过它内部查表所产生数字量化的信号经过DA转换，将数字信号转

6、变为模拟信号，再经过斩波器将模拟的信号量转变成为PWM式的电流信号，再对四相型步进电动机转角过程进行均匀的细分与灵活控制。 图2.1 单片机系统方框图 单片机是将拥有各功能的部件高度集成的电路芯片，体积也是最小的。所以芯片内部的布线非常短，但不影响它抗外部干扰的能力远远高于一般的CPU。因为单片机内部的程序指令，常数及表格等固化在ROM中所以不易被破坏，众多信号传输通道都在芯片内部，因此可靠性高。同时它的内部从硬件到软件都有一整套完备的按位操作系统，使它在控制系统中存在巨大的优势。为了满足对不同对象的控制要求，单片机指令系统都有着有极极其丰富的条件，如:分支转移的能力，I/O口的逻辑操

7、作和位处理能力，非常适和用在专门的控制系统中。单片机不仅功能特别强大而且价格也十分的低廉，在控制领域有着得天独厚的优势。 2.2方框图的设计根据设计要求，系统可细分为以下模块，如液滴速度测量模块，液位检测模块，键盘显示模块，电机系统控制（液滴速度控制）模块。,如图2-2。23步进电机的细分驱动设计图2-2设计框图2.3本章小结本章节主要介绍本次毕业设计中单片机的长处，确定用单片机作为核心的数控稳压源，并对单片机的设计及原理给予全面分析。在下个章