基于arm的步进电机细分控制报告

《基于arm的步进电机细分控制报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于ARM的步进电机细分驱动控制设计学院：专业：组员:指导老师：15基于ARM的步进电机细分驱动控制设计一、ARM简介ARM公司是一家IP供应商，其核心业务是IP核以及相关工具的开发和设计。半导体厂商通过购买ARM公司的IP授权来生产自己的微处理器芯片。由此以来，处理器内核来自ARM公司、各芯片厂商结合自身已有的技术优势以及芯片的市场定位等因数使芯片设计最优化，从而产生了一大批高度集成、各据特色的SOC芯片。ARM微处理器具有以下特点：采用RISC指令集、使用大量寄存器、ARM/THUMB指令支持、三/五级流水线具有低功耗、低成本、高性能等。到目前为止，ARM公

2、司的IP核已经由ARM7,ARM9发展到今天的ARM11版本，ARM微处理器及技术的应用已经广泛深入到国民经济的各个领域,如工业控制领域、网络应用、消费类电子产品及成像和安全产品等领域。鉴于ARM7所具备的强大功能完全可以满足本次设计要求，本次设计仍使用ARM7系列芯片。二．步进电机细分控制方案1、步进电机细分技术简介细分驱动技术在七十年代中期由美国学者首次提出，基本原理是将绕组中的电流细分。由常规的矩形波供电改为阶梯波供电，此时绕组中的电流将按一定的阶梯顺序上升和下降，从而将每一自然步进行细分。步进电机细分控制的本质是通过对励磁绕组中的电流控制，使步进电机合成

3、磁场为均匀离散化的圆形旋转磁场。采用细分驱动技术可以改善步进电机的运行品质，减少转矩波动、抑制振荡、降低噪音、提高步距分辨率。2、硬件框图设计系统总体硬件框图设计如图2-1所示：15图2-1总体设计框图3、软件总体设计流程图图2-2软件设计流程图154、步进电机图2-328BYJ-48-5VDC步进电机中间部分是转子，由一个永磁体组成，边上的是定子绕组。当定子的一个绕组通电时，将产生一个方向的电磁场，如果这个磁场的方向和转子磁场方向不在同一条直线上，那么定子和转子的磁场将产生一个扭力将定子扭转。依次改变绕组的磁场，就可以使步进电机正转或反转(比如通电次序为A->

4、B->C->D正转，反之则反转)。而且按照通电顺序的不同，可分为单四拍(A-B-C-D)、双四拍(AB-BC-CD-DA)、单双八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。由于步进电机的驱动电流较大，单片机不能直接驱动，一般都是使用ULN2003达林顿阵列驱动，当然，使用下拉电阻或三极管也是可以驱动的，只不过效果不是那么好，产生的扭力比较小。5、电机驱动ULN2003简介ULN2003是高耐压

5、、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN复合晶体管组成。ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。图2-4ULN2003芯片引脚图15该电路的特点如下:ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、

6、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。其接线图如下所示：图2-5步进电机驱动电路6、12864液晶显示简介12864是128*64点阵液晶模块的点阵数简称。液晶屏类型：STNFSTN；模块显示效果：黄绿底黑字、蓝底白字、白底黑字；驱动方式：1/64DUTY1/9BIAS；背光：LED白色、LED黄绿色；控制器：KS0108或兼容ST7920T6963C；数据总线：8位并口/6800方式串口；工作温

7、度：-20℃~+70℃；储藏温度：-30℃~+80℃；点阵格式：128x64；现实角度：6：00直视；基本用途：该点阵的屏显成本相对较低，适用于各类仪器，小型设备的显示领域。其接线图如下所示：　　15图2-612864液晶显示与LPC2131接口接线图三、硬件电路图图2-7系统硬件电路图四、总结此次基于ARM的步进电机细分驱动控制设计，由于掌握知识及时间有限，我们目前只实现了对步进电机正反转控制以及三种运行方式（单四拍、双四拍、单双八拍）的选择控制，并且实现了在12864液晶显示屏上显示相关的信息。连接好硬件电路，上电复位，程序开始运行。此时步进电机不转动，按下

8、启停键，步进电机开始转动