步进电机课程设计与基于运放的信号发生器设计

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1、目录一.设计要求1二.步进电机简单介绍4三.电路设计5（一）.脉冲发生器5（二）.环形移位信号发生电6（三）驱动电路16四.步进电机的测试及连接18五^最终电路图20六.设计过程中遇到的问题及解决方案20七.收获体会21八.附录22步进电机控制电路一、设计要求（一）、设计任务本课题要求设计一个步进电机控制电路，该电路能对步进电机的运行状态进行控制。（二）、基本要求1、能控制步进电机正转和反转及运行速度，并由LED显示运行状态。（步进电机工作方式可为单四拍或双四拍）。2、测量步进电机的步距角。（通过实测步进电机旋转一周所需要的脉冲数，推算出步进电机的步距角）

2、。（三）、扩展要求设计步进电机工作方式为四相八拍。（四）、设计框图步进电机控制电路主要由脉冲发生电路、环行脉冲分配电路、控制逻辑及正反控制门、功率放大器（驱动电路）和步进电机等组成。(五)、参考元器件NE555,计数器74LS161,74LS08,74LS74,74LS14(04),74LS138(74LS153),四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004,复合三极管TIP122,5Q(1W)电阻，其他电容、电阻若干。补充说明：a＞本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未

3、知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。b、四相步进电机磁激励方式基本有二种：i、单四拍方式，通电顺序为A——1i——c-——D-—A；ii、双四拍方式，通电顺序为AB-BC——-CD——DA——AB；iii、四相八拍方式，通电顺序为A-——AB-——B——BC——C——CD——D——DAAo如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机将正向转动。若通电顺序与上述相反，如单四拍方式，通电顺序A——D——C——B——A,则步进电机将反向转动。如下表所示为步进电机的单四拍和双四拍的励磁方式及A、B、C、D相的输入逻辑信号。有关步

4、进电机的工作原理及使用方法请自己查阅资料。工作方式励磁方式DBCAA1110单四拍方式B1101C1011(五)、参考元器件NE555,计数器74LS161,74LS08,74LS74,74LS14(04),74LS138(74LS153),四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004,复合三极管TIP122,5Q(1W)电阻，其他电容、电阻若干。补充说明：a＞本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线，其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。b、四相步进

5、电机磁激励方式基本有二种：i、单四拍方式，通电顺序为A——1i——c-——D-—A；ii、双四拍方式，通电顺序为AB-BC——-CD——DA——AB；iii、四相八拍方式，通电顺序为A-——AB-——B——BC——C——CD——D——DAAo如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机将正向转动。若通电顺序与上述相反，如单四拍方式，通电顺序A——D——C——B——A,则步进电机将反向转动。如下表所示为步进电机的单四拍和双四拍的励磁方式及A、B、C、D相的输入逻辑信号。有关步进电机的工作原理及使用方法请自己查阅资料。工作方式励磁方式DBCAA1110

6、单四拍方式B1101C1011D0111A1110双四拍方式AB1100BC1001CD0011DA0110AB1100二、步进电机简单介绍：(-)四向步进电机分别有三种电机励磁方式：•a单四拍方式，通电顺序为A—B—C—D—A•b双四拍方式，通电顺序为AB—BC—CD—DA—AB•c四相八拍方式，通电顺序为A—AB—B—BC—C—CD—D—DA—A步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系

7、的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。四相步进电机的电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/4(T)、1/2(T),3/4(T),(相邻两轴子齿轴线间的距离为齿距以T表示)，即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/4(T),C与齿3向右错开1/2(T),D与齿4向右错开3/4(T)A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)当控制电路对电机通电时：A相通电，B,C,D不通电时，作用齿1与A对齐，(转子不受任何力以下均同)。进行转

8、动吋：如B通电，A,C,D不通电吋，齿2应与C偏移为1/4(T),