步进电机的驱动电路设计

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1、机电一体化系统设计课程设计说明书设计题目步进电机的驱动电路设计目录一、步进电动机与L298N驱动电路2二、ProtelDXP2004的学习过程及心得5三、控制步进电机电路的制作8四、雕刻电路板9五、购买及焊接元器件9六、编写程序1013一、步进电动机与L298N驱动电路1、步进电机的驱动步进电机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电动机。说通俗点，就是给一个电脉冲，步进电动机就转动一个角度或者前进一步，因此，步进电机也称脉冲电动机。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲

2、数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，因此非常适合于单片机控制。步进电机的角位移或线位移量与电脉冲个数成正比，它的转速或线速度与电脉冲频率成正比。在负载能力范围内这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化。通过改变脉冲频率的高低可以在很大范围内实现步进电机的调速，并能进行快速启动、制动和反转。如图所示，当A相通正电压时，A相线圈将产生如图（a）所示的磁性，磁体将转至如图（a）所示的位置；当B相通正电压时，同理将迫使磁体转至如图（b）所示的位置，即转过一角度；当A相断电时，A相磁性消失，磁体将转至如图（c）所示

3、的位置；当A相通反电压时，A相线圈将产生如图（d）所示的磁性，磁体将转至如图（d）所示的位置，这样便转过半圈。周而复始，电机便转动起来。电机的正反转由脉冲的给的顺序而定。电压的正反向可由L298n实现，它的电路板电电路如下图所示：（插针P1可接步进电机的四根引脚，插针P2可接单片机的输出引脚。）步进电机工作原理图13采用L298N，则两相步进电机正转的控制逻辑如下表所示：红：B绿：B-蓝：A黄：A-B→B-→A→A-000100010101010101000100011001100010001010101010100010001001100000010001电机反转则只

4、需改变控制字给的顺序即可（反过来送），比如采用单片机的P1口控制，其中B（红色线接P1.3）、B-（绿色线接P1.2）、A（蓝色线接P1.1）、A-（黄色线接P1.0）。正转时给P1口控制字为：00000001B00000101B00000100B00000110B00000010B00001010B00001000B00001001B，则反转时给P1口控制字为00001001B00001000B00001010B00000010B00000110B00000100B00000101B00000001B。2、恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N13L298N是ST公司生产

5、的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，可以直接通过电源来调节输出电压；并可以直接用单片机的

6、I/O口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46V。输出电流可达2．5A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动一个两相步进电机，电动机每相克分别接在OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当EnA为高电平，输入电平为高一低，电机正或

7、反转起来。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。13二、ProtelDXP2004的学习过程及心得1、Protel概述及工作环境ProtelDXP是Protel的最新版本，它采用了全新的设计浏览器，将PCB图绘制、拓扑布线、仿真及信号等电路板设计技术更好的整合到一起，使用户以更加轻松的设计出复杂而优秀的电路板。启动ProtelDXP，在其界面里左右两侧有两个面板标签，在左边的面板标签里面有以下四个选项：filter、Projects（项目选项，用于显示文件组成结构）、PCBlibrary、Nivagator(导航选项)。在右侧包括：库元