步进电机控制方案比较与选择

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1、步进电机控制设计的方案比较与选择陈聪(200830580401)陈冠麟(200830580402)陈江添(200830580403)(工程学院08电子信息工程四班)摘要：步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置,是一种特殊的电动机。由于其精确性以及其良好的性能在实际当中得到了广泛的应用。本次课程设计主要利用单片机最小系统对四相步进电机进行正、反转，加、减速的控制，控制系统主要由硕件设计和软件设计两部分组成。其中，硕件设计包括单片机的最小系统模块、电源模块、键盘控制模块、步进电机驱动模块、彩灯显示模块5个功能模块的

2、设计。本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。方案的比较与选择：1单片机最小系统模块1.1方案1：AT89C52单片机AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术牛产，兼容标MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52外围电路接线复杂；AT89C52需要用并行编程器下载，

3、并且每次烧写程序都需要握手操作，极不方便。1.2方案2：AT89S52单片机AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位屮央处理器和ISPFlash存储单元，功能强人的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52支持ISP下载，并且可以通过A

4、T89S52系统板预留ISP下载接口，实现在线烧写程序。综合比较上述两种方案，应选择方案2,单片机最小系统模块采用AT89S52o2步进电机驱动模块1.1方案1：UCN5804B芯片UCN5804B芯片适用于四相步进电机的单极性驱动,它最大能输出1.5A电流、2.5V电压。内部集成有驱动电路，上电自行复位，可以控制转向和输岀使能。电路更简单，编程更简便。UCN5804B芯片驱动电路如图1所示。其中4、5、12、13脚为接地引脚，1、3、6、8脚为输出引脚，电动机各相的接线如图1所示，14脚是控制电机的转向，其中低电平为正转，高电平为反转，

5、11脚是步进脉冲的输入端，9、10脚决定工作方式：00为双四拍、01为八拍、10为单四拍、11为禁止。图1UCN5804B芯片驱动电路但UCN5804B芯片市场需求不高，而H其驱动电压需要28V,28V电压得到并不方便。2.2方案2：ULN2003A芯片ULN2003A是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片。ULN2003A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电路肓接相连，可以育•接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003AI作电压高，工作电流大，灌电流可达

6、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。ULN2003A的输岀结构是集电极开路的，所以要在输出端接一个上拉电阻，在输入低电平的时候输出才是高电平。在驱动负载的吋候，电流是由电源通过负载灌入ULN2003A的。图2为ULN2003A芯片的引脚图。图2ULN2003A引脚图ULN2003A芯片适用于四相步进屯机的单极性驱动，而且单片机控制简单，能实现较容易，器件常'用，电源只需+5V,功能实现可行性较好。ULN2003A芯片驱动电机的原理图如图3所示。U1•XTA11XTA12R3WX00IQ2AD20Q

7、5CHPO0iAO&PQMD?上!<-I—I9SME壯RST89H3C96CCC忙923・66丄1l2l??ll$iclMMWT2noxxo>lVHEX阳VT>：D9X2阳mittM<>15阳OTIM6MTP3.MD12g«.WM2力铠门P2£AUP27«M$A瑟M土土土土图3ULN2003A驱动电机原理图综合比较上述两种方案，ULN2003A芯片更常用，而且电源只需+5V,故选择方案2,四相步进电机的驱动芯片采用ULN2003Ao附：元件清单元件类型规格型号个数AT89S52无1ULN2003A无174LS08无1电机六线四相1屯容30

8、p410u4电阻lk1010k20100k10可变电阻5k1晶振12MHz2LED灯无6开关不可锁6表1元件清单