基于单片机步进电机控制系统研究

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1、第21卷第18期电子设计工程2013年9月Vo1．21No．18ElectronicDesignEngineeringSep．2013基于单片机的步进电机控制系统的研究魏雅(陕西工业职业技术学院陕西成阳712000)摘要：本设计应用单片机、步进电机驱动芯片、LED显示和键盘阵列。构建了集步进电机控制器和驱动器于一体的步进电机控制系统。讨论了一种步进电机变频调速的方法。本控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法．有效地减少系统开发的周期和成本。关键词：单片机；步进电机；控制系统；变频调速中图分类号：TP3—02文献标识码：A文章编号：

2、1674—6236(2013)18—0156—02ResearchofsteppermotorcontrolsystembasedonsinglechipWEIYa(ShanxiPolytechnicInstitute，Xianyang712000，China)Abstract：ThedesignusedMCU，stepmotordrivingchip，LEDandkeyboardbuildasetofsteppermotorcontrolsystemwhichconsistofsteppermotorcontrolleranddr

3、iver．Thispaperdiscussesamethodofthestepmotor~equeneycontro1．ItusedthemethodofsoftwareandhardwareCollaborativesimulation．Iteffectivelyreducethesystemdevelopmentcycleandcost．Keywords：singlechip；steppermotor；controlsystem；~equencycontrol步进电机[1具有瞬时启动和急速停止的优越特性。在非基本的步进电机控制系

4、统。整个系统包括单片机最小系统，超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号电机驱动模块，串口下载模块，数码管显示模块，电机驱动电的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。这一线性关系的流检测模块，独立按键等模块组成。具体框图如图1所示。存在，加上步进电机只有周期性误差而无累积误差等特点，计算机Il独立按键控制模块使得其在速度、位置等控制领域用处非常广。单片机软件编程可以使复杂的控制过程实现自动控制电樱巽动H和精确控制，可以避免失步、振荡等对控制精度的影响；用软数码管显示件代替环形分配器，通过对单片机的设定，用同一种电路实模块驱

5、动电流检测模块现多相步进电机的控制和驱动，可提高接口电路的灵活性和图1系统总体框图通用性；由于单片机的强大功能，还可设计大量的外围电路，Fig．1Structurediagramofthepowercontrolunittestsystem键盘作为一个外部中断源，可设置步进电机正、反转、加减1)系统控制模块——最小系统速、停止等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断单片机最小系统作为整个系统的控制核心，它主要负责服务程序，完成对步进电机的最佳控制，通过显示器及时显产生控制步进电机转动的脉冲，通过单片机的软件编程代替示正转、反转、

6、转速等状态。环形脉冲分配器输出控制步进电机的脉冲信号，步进电机转鉴于以上的特点，经过研究，本系统采用AT89C51单片动的角度大小与单片机输出的脉冲数成正比，步进电机转动机实现对两相步进电机的转速控制。由单片机产生的脉冲信的速度与输出的脉冲频率成正比，而步进电机转动的的方向号经过脉冲分配器后分解出对应的四相脉冲，分解出的四相与输出的脉冲顺序有关。同时单片机系统还负责处理来自电脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动，带动负载机驱动电流检测模块检测到的电流值，并将电机转速，电机运动。的转动方向，以及电流检测模块检测到的电机驱动的电流

7、通过数码管显示出来。1硬件系统的组成2)驱动模块用单片机AT89C51来作为整个步进电机控制系统的运驱动器采用了集成驱动芯片L298131及其外围电路构成了动控制核心部件，再其和执行部件的步进电机来构成了一个整个系统的驱动电路，其结构简单、成本低。电机驱动模块负责将单片机发给步进电机的信号功率放大，从而驱动电机工收稿日期：2013—03—23稿件编号：201303281基金项目：陕西工业职业技术学院课题(ZK12—22)作者简介：魏雅(1973一)，女，陕西眉县人，硕士，副教授。研究方向：电子信息。-156-魏雅基于单片机的步进电机

8、控制系统的研究作。其中从L298的2、3脚和l3、14脚(即芯片的输出端)依次驱动模块如图2中很重要的部分是由4个二极管连成按顺序接到插座上，分别与步进电机的四根线相连。而5、6、7、的保护电路。其作用是防止由于步进电机的转速提高而产