数控步进电机实验指导书

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1、数控步进电机一、目的1．了解反应式步进电机的结构及工作原理。2．学习用移位寄存器构成脉冲分配器，并实现步进电机控制的方法。二、内容与说明步进电机是一种用电脉冲信号进行控制的电机，它在数字控制装置中有广泛的应用。步进电机的结构和工作原理可参阅附录十二。本课题电由脉冲发生器（脉冲源）、移位寄存器和功率放大器及步进电机等几部分组成。见图3-31、脉冲发生器它由NE555组成的多谐振荡器构成。NE555的3脚输出控制脉冲信号，脉冲的频率可通过RP进行调节。2、环形脉冲分配器当采用四相单四拍工作模式时，其电机绕组成A，B，C，D相通电状态设起始

2、状态为A相通电（1态，指示灯亮），B相、C相、D相不通电（0态指示灯不亮）。当正转时，每来一个控制脉冲，A态移给B，B态移给C，C态移给A；若反转时，则D-C-B-A-D。根据上述移位原理，可用74LS194移位寄存器连接，引脚定义见图4-2，输出端Q1、Q2、Q3、Q4端分别给电机的A、B、C、D相输送脉冲信号。芯片74LS194的CP端为输入脉冲控制，端为异步清零端，低电平清零有效；P0-P3并行数码输入端，SR、SL右移、左移串行数码输入端；S1、S0工作方式控制端，Q0-Q3并行数码输出端，74LS194的真值表如下图所示：图

3、3-174LS194功能（a）单四相正转时，Q3接SR，输入P0-P3=1000,按图3-3所示，(b)单四相反转时,Q1接SL,输入P0-P3=0001，在图3-3的基础上变动(c)双四相正传时，Q3接SR，输入P0-P3=1100，在图3-3的基础上变动(d)双四相反转时,Q1接SL,输入P0-P3=0011，在图3-3的基础上变动做实验时，先给控制端S1、S0=11，送数，然后正转时，S1、S0=01，反转时S1、S0=101、功率放大器由于寄存器输出的逻辑脉冲信号难以驱动步进电机运转，所以在脉冲信号与步进电机绕组之间加一级功放

4、电路，它有功放芯片ULN2003,输出端可驱动500mA的电流，为了防止步进电机绕组断电时产生高压，在每相绕组两端均并联一个续流二极管。引脚定义如3-2图3-2芯片引脚功能一、组装与调试1．按图3-3在实验板上插接电路的脉冲源、脉冲分配电路部分，先不接步进电机。用示波器测量控制脉冲发生电路的输出波形，并观察电阻RP的大小变化对脉冲信号频率的影响。图3-3步进电机数字控制电2．按图3-3接线，步进电机先不要接上，在控制脉冲信号的作用下，观察发光二极管是否按照四相单四拍模式的时序关系依次亮、灭。调节RP，观察发光二极管亮、灭速度的变化。3

5、．将移位寄存器的输出引至功率放大器的输入端，以驱动步进电机。观察步进电机如何转动，调RP观察电机转速的变化。4．改变电路连接形式，观察步进电机反转情况。﹡5.改变电路的连接形式，步进电机做双四拍正转。﹡6.改变电路的连接形式，步进电机做双四拍反转。四、预习与作业1.参阅有关步进电机的资料，理解反应式步进电机的工作原理。结合图3-3电路弄懂步进电机控制脉冲产生的基本原理。