mcs-51单片机与步进电机接口课件

《mcs-51单片机与步进电机接口课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、MCS-51单片机与步进电机接口特点：步进电机能接受步进脉冲的控制一步一步地旋转。用途：步进电机成了计算机应用项目中的主要执行元件之一，尤其在精确定位场合中得到了广泛的应用；内容：简述步进电机的工作原理，讨论它与单片机接口的电路以及应用的方法。。191步进电机简述一、步进电机原理步进电机的转子上均匀地分布着40个齿，齿间（齿距）夹角为9°（360°/40）,定子上有6个大齿，相差180°的两个大齿组成一相，共有A、Ｂ、Ｃ三相。每个大齿上有若干个与转子上一样的小齿。定子的每一相都有励磁绕组。29二、步进电机的运行方式1．三相三拍运行方式(1）当A相通电时，B相、Ｃ相

2、不通电：A相定子上的齿与转子上的齿对齐（通电后磁场力作用的结果），迫使电机旋转3°B相定子上的齿顺时针超前转子上相应的齿3°C相定子上的齿顺时针超前转子上相应的齿6°39(2）当B相接通电时，A相、C相不通电：B相齿对齐，电机旋转3°；C相超前3°Ａ相超前６°(3）当C相通电时，B相、A相不通电。C相齿对齐，电机旋转3°；A相超前3°；Ｂ相超前6°49因此，如果定子A、B、C三相按A→B→C→A的顺序依次通电，则步进电机将不断地按顺时针方向转动。每一次通电转３°，每三次通电才走完一个齿距，因此叫三相三拍。每一次通电转动的固定角叫步距角。显然，三相三拍运行时，步距

3、角＝３°。59假如某次通电后，控制脉冲不再来，则电机转子齿和某相对齐后就停止转动，叫做位状态。如果把顺时针叫正转，那么当通电顺序按A→C→B→A进行时，则电机反时针旋转，叫反转。可见控制步进电机正转反转只是三相绕组通电顺序不同而已。692．三相六拍运行方式当A相通电时，A相定子齿与转子齿对齐，此后，如果让A、B两相同时通电，可以发现转子转动1．5°。再让A相断电、B相通电，又可发现转子再转1.5°。所以按照A→AB→B→BC→C→CA→A的顺序控制，电机将按顺时针方向旋转，每步转动1．5°，即步距角=1．5°，由于要经过6步才走完一个齿距（6×1．5°=9°）

4、，所以叫三相六拍。79如果要使步进电机反转，只要按A→AC→C→CB→B→BA顺序通电就行了。结论：从上面两种运行方式可看出，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，当某相通电，相应的齿对齐，迫使电机旋转一个步距角，未通电的各相的齿出现了新的错位。改变通电的顺序和通电的相数，可组合出其它的运行方式。讨论：三项三拍和三项六拍运行方式，哪种定位更精确？89三、步进电机有如下特点：给步进脉冲电机就转，不给步进脉冲电机就不转；步进脉冲频率高，步进电机转得快；步进脉冲频率低，步进电机转得就慢；改变各相的通电方式（叫脉冲分配）可以改变步进电机的运行方式；改变通电顺序，可以控制步进电

5、机的正、反转。99§9．2步进电机与MCS-51单片机的接口步进电机与单片机的连接一般有两种形式一、由硬件完成脉冲分配的功能在这种形式里，脉冲分配器（CH250）、驱动电路由硬件完成。单片机只提供步进脉冲和正、反转控制信号，步进脉冲的产生与停止、步进脉冲的频率和个数都可用软件控制。109讨论：单片机输出步进脉冲后，再由脉冲分配电路按事先确定的顺序控制各相的通断。一般来说，硬件一旦确定下来，不易更改，这种方案，硬设备成本高，它的应用受到了限制。怎样用软件产生步进脉冲呢？所谓软件产生就是用软件控制P3．0为1或为0的次序和长短。如果先令P3．0=1，延时一段时间，再令

6、P3.0＝0，再延时一段时间后，又令P3．0=1，如此循环，就可构成脉冲序列。延时时间的长短决定了脉冲序列的周期，而脉冲序列的周期又与步进电机的步矩有关。下面提供了一个产生步进脉冲的子程序。119SUB：SETBP3．0SETBP3．0；保证输出高电平的时间>5μsSETBP3．0CLRP3．0；变为低电平MOVR7，30HLOOP：NOP；软件延时程序：NOP；基本延时（10μs×时间常数）NOPDJNZR7,LOOPRET※时间常数事先可装入30H单元，改变30H单元的内容就可改变延时长短P3.0输出脉冲波形1292．由软件完成脉冲分配工作特点：由软件完成脉冲

7、分配工作，不仅使线路简化，成本下降，而且可根据应用系统的需要，灵活地改变步进电机的控制方案。硬件的主要任务是完成驱动功能。如图单片机直接带动步进电机的一种接口方案，接口并不复杂，单片机P1的低三位被设成输出位，P1．0控制A相绕组通断，P1．1控制B相，P1．2控制C相。139以A相控制为例：当P1．0输出为1，发光管不发光，因此光敏二极管截止，使担负驱动任务的达林顿管导通。A相绕组通电。相反，当P1．0＝0→发光管发光→光敏管导通→达林顿管截止→A相绕组不通电。149为什么步进电机功率驱动电路采用光电隔离？步进电机功率驱动电路工作在较大脉冲电流状态，采用光电耦合

8、器将单片机