脉冲分配器

一种新型的比较器复用电路的设计与实现

推广到对Ｎ组电信号进行比较的情况。我们根据并输出。脉冲分配器与寄存器的配合保证了每组
收到本文时间：０６年３月１２０６日
维普资讯
１６６
王磊等：一种新型的比较器复用电路的设计与实现
第３卷５
比较结果的正确性。
一
Ｔ２２２７Ｐ１／１
比较器
低功耗
中图分类号
１引言
．
上述方法，ＵＣ０６ｒ工艺库，２０Ｈ频率用Ｍ．ｕｎ在１１ｚ２２５ＫｖⅥ ｖⅥ
下，现了用一个比较器对四组电压的比较。实
３ｖⅥ ３
在手持设备功能不断加强，而体积不断减小的
寄存单元，将比较结果输入并锁存，供下一级电路
图１传统的四组电压｝较电路ａｂ
如果我们采用脉冲分配器，同样以四输出为
如图１所示。脉冲分配器产生占空比１７的ｂ：使用。因此，问题的关键是怎样实现时序脉冲和与例，分时的打开每个开关（ｗｔ）将每组电压送ｓｉｈ，ｃ之相配合的锁存单元。这里，
构。同时，如果要将比较器的比较结果锁存并输出，供下一级电路使用，就需要产生有严格时序的
脉冲，在比较结果输出时将下一级对应的寄存单元打开，将比较结果输入并锁存。比较器的延时满足工作需要。
Ｄ４Ｄ３
简单地说，们需要实现上述严格的时序脉我冲，由这些脉冲控制的开关（ｗｔ）ｓｉｈ在不同的时问ｃ将需要比较的电信号送人比较器，同时打开相应的
送人比较器，当上跳沿来到时相应的下一级锁存单

脉冲分配器 DIS-2CH RT集电极输入

DIS-2CH RT 脉冲扩展模块使用说明书
一、功能介绍
产品用于将一组集电极脉冲信号扩展为 2 组差分输出，2 组输出可由外部信号控制是否输出。使用案例：一组脉冲信号同时驱动龙门架结构 2 个伺服电机，正常工作时同步运行，调试时也可选择控制端单独驱动一个伺服。
二、
规格型号
工作电源：DC 24V ；通道数：2 通道；信号频率：1MHz 输入信号类型:支持 24V NPN 及 PNP 输出信号：RS422 标准差分
四、
技术支持：
全国统一咨询热线：400-0099-964
三、
接线说明
类型输入信号控制信号输出信号电源名称 X+ XY+ YC-1 C-2 COM 第一组 A+ A- B+ B第二组 A+ A- B+ B0V 24V 功能 X 通道高速信号输入 Y 通道高速信号输入关闭脉冲输出控制信号输入公共端脉冲扩展输出 X 对应 A Y 对应 B 脉冲扩展输出 X 对应 A Y 对应 B DC24V 电源负极 DC24V 电源正极
+24 +24 NPN 脉冲 +24 NPN 脉冲 +24 COM
关闭通道1 关闭通道2
OUT2 C -1 C -2
AG A+ AOUT1
X+ XY+ Y-
24V
B+ BA+ AB+ B-

0V 0V AG
备注：如果是 PNP 输入，接法如下：X- 、Y-接 0V，PNP 信号分别接 X+、Y+；同样的方法将 COM 端接 0V，可以实现关闭通道的 PNP 输入控制。

步进电机微机控制(数字传动)

因为只有P1.0-P1.2上的数据对步进电动机的通电状态有影响，于是EPROM的输入地址和输出数据可采用如下的对应关系(输出线低电平时，绕组通电）：输入：XXXXX000 输出：XXXX1110 通电绕组：A XXXXX001 XXXX1100 AB XXXXX010……XXXXX111 XXXX1101……XXXX0110 B …… DA
20
60 60 f n N f度 / 秒 N f 转/ 秒转/ 秒 360 ZN
21
一、串行控制
串行控制中，微机与步进电动机的功率接口之间只要两条控制线：一条用以发送走步脉冲串(CP)，另一条用以发送控制旋转方向的电平信号。 1.单片机串行控制的硬件
脉冲分配器的作用是将单路脉冲转换成多相循环变化的脉冲。它有一路输入，多路输出。随着一个个脉冲的输入，各路输出电压轮流变高和变低。 22
•其中：3脚——脉冲输入端； 4脚——方向控制：0—反转；1—正转 5、6脚——工作方式选择：00—双三（四）； 01、10—单三（四） 11—六（八）拍 7脚——三/四相选择：0—三相；1—四相 10、11、12、13——输出端
9
•CH250简介 CH250专用于三相步进电功机。可通过设置引脚l、2和 14、15的电平．按双三拍、单三拍、单双六拍，以及各有正、反转．共六种状态工作。下图是使用CH250于三相六拍状态的接线图。
10
•L297简介 L297专用于两相或四相步进电动机。
11

译码器(即脉冲分配器)：它将输入的走步时钟脉冲
(CP)、正／反转方向信号(CW／CCW)、半步／全步信号(半步相应了单双拍)综合以后，产生合乎要求的各相通断信号。
斩波器:由比较器、触发器和振荡器组成。用于检测电

增量编码器脉冲分配(中继)器

输出 2
----+24VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
输出 N
----+24VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
8.
IPED-X-X-X-X-X-X-X 接线图：信号
Uin GND Ub GND A A/ B B/ O O/
输入
24VDCin 0V 24VDCout 0V 1 2 3 4 5 6
输出 2
----+5VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
输出 N
----+5VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
3. IPED-H-T-H-**** 接线图：
信号
Uin GND Ub GND A A/ B B/ O O/
输入
24VDCin 0V 24VDCout 0V 1 2 3 4 5 6
输出 N
----+24VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
2. IPED-H-T-T-T-T-T-T
接线图：
信号
Uin GND Ub GND A A/ B B/ O O/
输入
24VDCin 0V 24VDCout 0V 1 2 3 4 5 6
输出 1
----+5VDC in 0V 1A 2A 3A 4A 5A 6A
输出 1
----+24VDC in 0V 1A 2A 3A 4A 5A 6A
输出 2
----+24VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B
输出 N
----+24VDC in 0V 1B 2B 3B 4B 5B 6B

三相六拍步进电机FPGA实现

三相六拍步进电机的FPGA实现一．实验要求用硬件描述语言描述一个控制三相六拍步进电机相序的控制模块。

该控制电路模块的输入信号分别为方向控制信号dir，复位信号reset和时钟信号clk，输出信号分别是步进电机的三相绕组A、B和C。

当复位信号reset为高电平时，步进电机的三相绕组A、B和C只有A相通电，即输出信号只有A为高电平，B和C均为低电平；复位信号reset为低电平，方向控制信号dir为低电平时，在时钟信号的控制下，相序为A→AB→B→BC→C→AC→A；方向控制信号dir为高电平时，相序为A→AC→C→BC→B→AB→A。

时序图如图所示。

编写仿真程序，观察输入激励和输出波形。

二．实验原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

也就是当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

步进电机控制器主要由三部分组成1.频率发生器步进电动机的转动是由脉冲控制的，通过控制脉冲频率即可控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

此处设置了四档调速。

CLK是外部输入频率，P2和P1是分频模式选择，P2、P1：00：外部输入脉冲频率(不分频)；P2、P1：01：对外部输入频率4分频；P2、P1：10：对外部输入频率8分频；P2、P1：11：对外部输入频率16分频；处理过的脉冲信号由CK端送入脉冲分配器。

2.方向锁存器步进电机的状态分为启动和停止，启动后又分为正转、反转。

据此电机转动控制上设置了三个信号输入端，Z为正转启动脉冲信号，F为反转脉冲信号，T为停止的脉冲信号。

通过方向锁存器将输入的脉冲信号转为电平信号，并且保证信号的唯一性。

根据三相线圈轮流通电方式的不同，三相反应式步进电动机有三相单三拍、三相双三拍、三相六拍等三种通电方式，实际应用中三相单三拍运行方式很少采用，因为这种运行方式每次只有一相绕组通电，容易使转子在平衡位置附近产生摆动，因而稳定性不好。

机械电子学-第6章步进电动机的驱动与控制

步进电动机是一种把电脉冲信号转换成直线或角位移的控制电机，常作为数字控制系统中的执行元件。步进电动机绕组所加的电源为脉冲电压，也称之为脉冲电动机。
认识步进电动机
功能 • 将电脉冲信号转换成转角或转速信号。 • 转角 ∝脉冲信号的个数； • 转速 ∝脉冲信号的频率。 • 转向取决于脉冲信号的相序
f
相
f N
通电脉冲频率拍数
步进电动机的特点
2) 步距角
步进机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 ZrN
N:一个周期的运行拍数 Zr：转子齿数
如：Zr=40 ,
N=3 时
S
360 40 3
3
1 单拍制
拍数：N=km m:相数 k=
整步
2 双拍制
半步
步距角不受各种干扰因素的影响。
步进电动机的特点
2) 步距角
步进电动机的特点
3) 转速
每输入一个脉冲，电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN）, 也就是1/(ZrN）转
因此每分钟转过的圆周数，即转速为
n
60f ZrN
60f 360 360Z r N
s f
6
(r / min)
步进电动机的特点
4)误差不长期积累。 5）可实现数字信号的开环控制，控制系统廉价。 6）步进电机具有自锁能力
齿距角为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。
工作原理：假设是单三拍通电工作方式。
（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含
120/9 = 13 1 齿 3
A 相和 C 相差240，含240/ 9 =26 2个齿。所以， A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，3B 相、C 相不能对齐，B相的转子、定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定子相差2/3个齿（6）。

脉冲分配器的概述：
1、脉冲分配器的作用是产生多路顺序脉冲信号，它可以由计数器和译码器组成，也可以由环形计数器构成，图11—1是脉冲分配器组成的方框图，图中CP端上的系列脉冲经N位元二进制计数器和相应的译码器，可以转变为2N路顺序输出脉冲，成为脉冲分配器。

2、集成时序脉冲分配器。

高压脉冲发生器,该发生器主要由储能电容器组、氢闸流管、电压调节器、保护电路、高压变压器等部件组成.储能电容器组的电容量、充电电压和与高压变压器的连接端口可灵活地进行调节,从而使高压脉冲发生器可产生正极性或负极性,脉冲底宽为1.4～4.3μs,脉冲幅度为10～200kV的高压脉冲,脉冲的上升沿在0.4～0.6μs之间.该高压脉冲发生器有较强的带负载能力,外接负载只要大于1.2kΩ就能保证性能的稳定。

脉冲分配器的作用：它是产生多路顺序脉冲信号，它可以由计数器和译码器组成，也可以由环形计数器构成。

SYN5002型脉冲分配器
产品概述
SYN5002型脉冲分配器是西安同步电子科技有限公司研发生产一款时间频率测试脉冲信号扩展设备，将脉冲信号进行多路同步分配，向用户提供多路脉冲信号，可应用于计量、时统、广电、通信等时间频率测试系统。

产品功能
1)1路脉冲输入；
2)15路脉冲输出。

产品特点
a)功耗小，可靠性高；
b)可长期连续稳定工作；
c)具有抖动小、隔离度高。

典型应用
1)计量、时统、广电、通信等时间频率测试系统。

技术指标。

可自启动多模式三相环形脉冲分配器的设计

戛艇
步机受脉冲号控电信产分和进电电信的制，脉冲号的生、配放大靠电路的作现步机与电功放要子电动来实。进电控制路、率大驱电组成体，成电驱统，系要脉动路一构步进机动系该统主由冲产路、冲号电功放动路成，信号生电脉信分配路和率大驱电组其中信分路对电相的脉冲脉冲号配电产生步进机各绕组控制这里，三步机形分器分二环形冲对相进电环脉冲配进行析，相脉分配工式相三三双和相拍等器的作模分三单拍、相三拍三六三种工模如用A、C分代表进电的三绕而作式。果 B、别步机相组，
鱼，盖狱禾芜
计算技术与自动化
200 7 年第 3 期
可
自启动多模式三相环形脉冲分配器的设计
党力明’ ，张长峰 ’ ，王建民’ ，付麦霞2
(1 .信息工程大学理学院，郑州 45o 1 ;2.河南工业大学，河南 00 河南郑州 450o52 )
摘要:提出了一种可自名动的多模式三相步进电机环形脉冲分配器的设计方法首先，通过分析各模式的状态转换关系分别获得各模式下的触发器驱动方程，进而产生模式可选的触发器驱动方程。其次，由驱动万程设计出简化的硬件电路最后，启动进行了讨论，对自给出了自启动电路设计。实际电路可通过模式设置获得三相单三拍、三相双三拍和三相六拍等
三种环形脉冲分配器
关键词:三相环形脉冲分配器; 多模式; 自启动;J 触发器;步进电 K 机

编码器信号分路器

SYN5006型电机同步编码脉冲分配器相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号．就象人的脉搏一样．现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间（甚至更长时间）有信号．计算机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号。

编码器信号分路器主要是为了把一个信号源平均分配成多路信号，它们的不同之处在于，普通的分配器处理的是射频信号，而视频分配器处理的是视频信号，不论哪种分配器在分配信号的过程中都会有衰减，普通分配器对于这种衰减是不做补偿的，因而属于无源器件，而视频分配器在分配信号的同时一般还要通过放大对信号进行补偿，因而视频分配器一般都是有源的，一般有四路、八路、十六路等几种，可根据需要进行选择。

产品概述SYN5006型电机同步编码脉冲分配器是西安2同步精心设计、自行研发生产的一款编码信号脉冲信号转换设备，将编码脉冲信号进行同步转换分配，向用户提供4路（可扩展）可以远距离传输的脉冲信号，可应用于电机同步控制、印刷、印染等编码器信号分多路的场合。

产品功能1)1路NPN或者HTL/TTL/422差分编码脉冲输入（如需NPN输入需与厂家提前说明）；2)可定制输入电压幅度（比如5V TTL脉冲输入转24V或者其他电平转换等）；3)4路HTL/TTL/422差分编码脉冲信号输出（可扩展）。

产品特点a)功耗小，可靠性高；b)可长期连续稳定工作；c)具有抖动小、隔离度高。

典型应用1)电机同步控制；2)印刷、印染等编码器信号分多路的场合；3)增量式编码器分配或测量系统。

技术指标所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。

脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一直开着淌水，脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。

相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号．就象人的脉搏一样．现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间（甚至更长时间）有信号．计算机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号．。

SYN5006型电机同步编码脉冲分配器说明书(一分四)20130412

版本号V1.00SYN5006型电机同步编码脉冲分配器使用说明书西安同步电子科技有限公司二〇一三年电机同步编码脉冲分配器使用说明书一、使用之前尊敬的顾客：感谢您使用本公司产品。

在您初次使用该仪器前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我公司的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，因此您所使用的仪器可能与使用说明书有少许的差别。

如果有改动的话，我们会用附页方式告知，敬请谅解！您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们定会满足您的要求。

本手册是产品的一部分，包括了产品功能、操作以及调试的重要内容。

不遵守本手册的内容有可能会导致产品或整个机械的损坏甚至会造成操作人员的人身伤害！慎重保证本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现非人为故障，实行产品包换。

一年（包括一年）内如产品出现非人为故障，实行产品免费维修。

一年以上如产品出现故障，实行产品有偿终身维修。

如有合同约定的除外。

安全要求请阅读下列安全注意事项，避免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。

为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。

注意：只有合格的技术人员才可进行安装，接线和使用。

1.防止火灾或人身伤害1.1使用适当的电源线！只可使用本产品专用并且符合本产品规格的电源线。

1.2产品接地！本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地端建议接地。

在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。

1.3注意所有终端的额定值！为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。

在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。

1.4在有可疑的故障时，请勿操作！如怀疑本产品有损坏，请致电本公司维修人员，切勿继续操作。

1.5请勿在潮湿环境下操作！1.6请勿在易爆环境中操作！1.7保持产品表面清洁和干燥！2.安全注意事项产品制造商在设计本产品时已保证了在正确使用条件下的完全安全性。

数字电路课程设计（5篇）

数字电路课程设计（5篇）第一篇：数字电路课程设计数字电路课程设计要求：1.结合所学知识设计一简单实用电路（建议选多功能数字钟），并在实验室里完成实物电路的连接调试。

2.每人独立完成一篇课程论文，论文至少2000字，可手写，也可打印（打印稿的格式另附）。

3.要求写出设计背景，理论基础，设计思路，设计过程，调试过程，仿真过程（可选），最终电路等。

4.总结所设计电路的优点，缺点，改进方向。

5.严禁抄袭，所有雷同论文均以0分计。

6.选多功能数字钟的同学在数字电路实验室完成实验。

选其它题目的同学所需软硬件资源请自行解决。

第二篇：数字电路课程设计一、设计报告书的要求： 1.封面2.课程设计任务书（题目，设计要求，技术指标等）3.前言（发展现状、课程设计的意义、设计课题的作用等方面）。

3.目录4.课题设计（⑴ 写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。

⑵ 画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。

⑶ 画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。

⑷ 用protel画原理电路图。

(5)用Multisim或者Proteus画仿真图。

5.总图。

6.课题小结（设计的心得和调试的结果）。

7.参考文献。

二、评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。

三、题目选择：（三人一组，自由组合）（设计要求，技术指标自己选择）1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现水箱水位自动控制器，电路采用CD4011四与非门作为处理芯片。

要求能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。

2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。

伺服电机驱动器与步进电机驱动器之间的区别

步进电机的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，控制系统中plc用来产生控制脉冲;通过plc编程输出一定数量的方波脉冲，控制山社步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量;同时通过编程控制脉冲频率就是伺服机构的进给速度，环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。

PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用硬件环行分配器。

采用软环占用的PLC资源较多，特别是步进电机绕组相数M》4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。

采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC的I/O口点数。

一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几—几十伏特、几十—几百毫安;但对于功率步进电机则要求几十—上百伏特、几安—十几安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。

伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位。

当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用PLC中的高速脉冲发生器。

不同的PLC 其高速脉冲的频率可达4000—6000Hz。

对于自动线上的一般伺服机构，其速度可以得到充分满足。

如伺服机构采用硬件环行分配器，则占用PLC的I/O口点数少于5点，一般仅为3点。

其中I口占用一点，作为启动控制信号;O口占用2点，一点作为PLC的脉冲输出接口，接至伺服系统硬环的时钟脉冲输入端，另一点作为山社步进电机转向控制信号，接至硬环的相序分配控制端。

伺服系统采用软件环行分配器时，将PLC控制的开环伺服机构用于某大型生产线的数控滑台，每个滑台仅占用4个I/O接口，节省了CNC控制系统，其脉冲当量为0.01~0.05mm，进给速度为Vf=3~15m/min，完全满足工艺要求和加工精度要求。

步进电机驱动器与伺服电机驱动器的区别在于：1.转速要求不同：步进适合低转速场合，转速调整范围较小的场合。

伺服电机可控转速较大的场合。

机电一体化系统设计基础答案

齿轮传动系统的总重量为（_____）。（1分）根据重量最小原则，令，可求得（_____）。（1分）
子问题 1：A; 子问题 2：B
转换到电机轴的齿轮惯量为（_____）。（1分）根据转动惯量最小原则，令，可求得（_____）。（1分）
子问题 1：B; 子问题 2：A
解：当两端转向相同时，两端外齿轮相对于内齿轮转过1
脉宽调制
三、计算题
题目解：（1）刀架的位移量为（）mm。
（2）丝杠的转速转速为（）转/秒。求该仪器的灵敏度为（）V/mm。
答案（1）307200÷1024×2=600 （2）300÷10=30 _S_=_dy_/_dx_=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)=-2
（1）（2）传感器的每转脉冲数脉
2
幅频特性和相频特性是模拟式传感器的（）。
动态特性指标
光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm，此光栅传感器测量分辨率是（）mm。
0.01
光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，
刻线数为100线/mm，经四倍细分后，此光栅传感器测量分辨率是（）
一、判断题
题目（题目是随机，用查找功能（Ctrl+F）搜索对应的答案
答案
采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整，结构简单，且可以自动补偿侧隙。（）错
采用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，延长了产品开发周期，增加了错
产品开发成本，但是可以改进产品设计质量，提高面向客户与市场需求的能力。（）
传动机构的转动惯量取决于机构中各部件的质量和转速。（）
错
滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。（）

四相步进电机环形脉冲分配的两种实现

• 160•以四相混合式步进电机为例，对比介绍了用软件和硬件方式实现步进电机环形脉冲分配，分析了两种不同实现方法的优缺点。

步进电机作为精密的执行元件，广泛应用于数字控制的各个领域，特别是在开环控制系统中，步进电机具有绝对优势。

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，而环行脉冲分配就是产生控制脉冲中心。

因此，环行脉冲分配的可靠性、精确度以及可变性控制对步进电机的控制显得尤为重要。

实现步进电机脉冲分配的方法主要有两种：一种是通过计算机软件采用查表和计算方法进行脉冲分配，简称软环分，另一种是硬环分，即采用硬件手段实现脉冲分配。

这两种方法在使用上都各有千秋，本文将以四相混合式步进电机为例，对这两种方法做些简单介绍。

图1 单片机与四相步进电机接线示意图1 软环分如图1所示，单片机与步进电机通过P0口相接，要实现系统的电机脉冲环分功能，则需要在内存ROM 中开辟一个区域存储环形分配器的输出状态表。

系统软件通过查表得到电机输出状态控制字，送至输出口。

例如，在程序存储器中，从2000H 开始存储电机的四相单四拍的状态表，从3000H 开始存储电机的四相双四拍的状态表，从4000H 开始存储电机的四相八拍的状态表，并且设定高电平导通，低电平截止，则不同地址的存储内容已经对应电机绕组导通状态如表1所示。

在系统软件中，设定一个字节R0作为状态计数器，并按正反转要求执行加1减1操作，在程序中，判断P1.0、P1.1、P1.2位状态，决定电机的运转方式，则对应正转程序为：调用延时子程序改变输出状态码的间隔时间就可改变X 向或Y向步进电动机的转速，程序如下：用软环分的方法充分利用计算机软件资源，降低硬件成本，尤其对多相电机的脉冲分配有更大的优点，但由于软环分占用计算机的运行时间，故会使插补周期增加，易影响步进电机的运行速度。

2 硬件环分硬件环形分配器是由数字逻辑电路设计而成，相对于软环分来说，硬环分提高了系统的灵活性和可靠性，使CPU 专职于控四相步进电机环形脉冲分配的两种实现南昌航空大学工程训练中心曹清国南昌航空大学航空制造工程学院肖洁候华腾表1 存储内容与电机绕组状态对应表地址内容状态地址内容状态地址内容状态四相单四拍2000H01H A 四相双四拍3000H 03H AB 四相八拍4000H 01H A 2001H 02H B 3001H 06H BC 4001H 03H AB 2002H04HC3002H0CHCD4002H 02H B 2003H08HD3003H09HDA4003H 06H BC 2004H01HA3004H03HAB4004H 04H C 2005H02H B 3005H 06H BC 4005H 0CH CD 2006H 04H C 3006H 0CH CD 4006H 08H D 2007H08HD3007H09HDA4007H09HDA制工作，而且专用芯片使用方便，接口简单，易于编程。

汽车常用执行器

A
B'
C' B
A'
C
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15。
3）三相双三拍
三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
A
B'
A C' B
B'
C'
C
A'
C
A'
B
AB通电
BC通电
A
B'
C' B
A'
C
工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转 30，即 S = 30。
缺点：步进电动机效率低，且必须专用电源供电，
负载能力不强，运行中易发生震荡和共振。
种类：
有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
应用：
步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动绘图仪等设备中都得到应用。
下面以反应式步进电机为例说明步进电通入脉冲电流；三相之间接成星型；
转子极上不放置绕组；齿距角为90度；
三相反应式步进电动机有三种运行方式：（1）三相单三拍运行（2）三相双三拍运行（3）三相单、双六拍运行 “三相” — 指步进电机的相数； “单” — 指每次只给一相绕组通电； “双”则是每次同时给二相绕组通电 “三拍” — 指通电三次完成一个循环；
A
B'
4 1 3 A' 2
C'
B
C
A相通电，转子1、3齿和A相对齐。
A、B相同时通电
A
B'
C' B
A'

CH250驱动

常用电机与控制—步进电机随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现了各种类型的特种电动机。

这些电动机的工作原理，一般与普通的异步电动机和直流电动机的基本原理近似，但是它们在性能、结构、生产工艺上各有其特殊性，多用于自动控制过程中。

一般来说，这些电动机的功率不大，小的只有几分之一瓦，大的也不过几十瓦或几百瓦，属于微型电动机的范围。

步进电动机一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。

每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。

因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。

步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。

由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。

随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。

步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。

图1 反应式步进电动机的结构示意图图1是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。

两个相对的磁极组成一组，联法如图所示。

下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。

一、单三拍通电方式的基本原理设A相首先通电（B、C两相不通电），产生A-A′轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。

这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。

在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置（图2a）；接着B相通电（A、C两相不通电），转了便顺时针方向转过30°，它的齿和C、C′极对齐（图2c）。

不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按A→C→B→A→…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。

这种通电方式称为单三拍方式。

步进电机XY坐标控制

题毕业论文毕业设计报告目：基于单片机的步进电机控制学号姓名指导教师完成日期年摘要月步进电机是一种纯粹的数字控制电机，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

本文应用单片机AT89C51 和脉冲分配器PMM8713，步进电机驱动器，光电隔离器4N25 等，构建了步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。

通过AT89C51 和脉冲分配器PMM8713 完成步进电机的各种运行控制方式，实现步进电机在3 相 6 拍的工作方式下的正反转控制和加减速控制。

并通过步进电机丝杠连动，带动XY 工作台的直线运动，实现从起点 A 点到预定点 B 点的位移控制。

整个系统采用模块化设计，结构简单，可靠，通过人机交互换接口可实现各功能设置，操作简单，易于掌握。

该系统可应用于步进电机在机电一体化控制等大多数场合。

实践证明，基于单片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能，更加简单、方便、可靠。

本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。

关键词: 步进电机，单片机，正反转控制，加减速控制，XY 工作台目录第一章绪论 (3)1.1 步进电机及其发展 (3)1.2 步进电机在我国的发展应用及前景 (1)1.3 本文研究内容 (2)第二章步进电机的分类、结构、工作原理及特性 (2)2.1 步进电机的概念 (2)2.2 步进电机的特点 (3)2.3 步进电机的分类 (3)2.4 步进电机的结构及工作原理 (4)2.5 步进电机的常用术语 (7)2.6 步进电机的振荡和失步 (7)2.7 阻尼方法 (8)2.8 步进电机的矩频特性 (9)第三章步进电机的驱动 (9)3.1 单电压功率驱动接口 (10)3.2 双电压功率驱动接口 (10)3.3 高低压功率驱动接口 (11)第四章步进电机的单片机控制 (12)4.1 步进电机控制系统组成 (12)4.2 步进电机控制系统原理 (13)4.3 脉冲分配 (13)4.4 步进电机与微型机的接口电路 (15)第五章步进电机的运行控制 (16)5.1 步进电机的速度控制 (16)5.2 步进电机的位置控制 (17)5.3 步进电机的加减速控制 (17)第六章步进电机的XY工作台 (19)6.1 设计目标 (19)6.2 X、Y工作台的传动方式 (20)6.3 程序框图 (22)6.4 汇编程序 (24)设计总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)光电隔离器光电耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光耦合器，简称光耦。

脉冲分配器

一种新型的比较器复用电路的设计与实现