步进电机的简单电路控制

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大学毕业设计 C51程序控制步进电机

题目：简易步进电机控制步进电机控制摘要：本设计采用ATMEL公司DIP-40封装的AT89S52单片机实现对四相步进电机的手动和按键控制。

由单片机产生的脉冲信号经过分配后分解出对应的四相脉冲，分解出的四相脉冲经驱动电路功率放大后驱动步进电机的转动。

转速的调节和状态的改变由按键进行选择，此过程由程序直接进行控制。

通过键盘扫描把选择的信息反馈给单片机，单片机根据反馈信息做出相应的判断并改变输出脉冲的频率或转动状态信号。

电机转动的不同状态由液晶LCD1602显示出来。

而设计的扩展部分可以通过红外信号的发射由另一块单片机和红外线LED完成，用红外万能接收头接收红外信号，可以实现对电机的控制进行红外遥控。

关键字：四相步进电机单片机功率放大 LCD1602步进电机控制 (1)摘要 (1)关键字 (1)前言 (3)1系统总体方案设计及硬件设计 (4)1.1步进电机 (4)1.1.1 步进电机的种类 (4)1.1.2 步进电机的特点 (4)1.1.3 步进电机的原理 (5)1.2 控制系统电路设计 (7)1.3 液晶显示LCD1602 (7)1.4 AT89S52核心部件及系统SCH原理图 (9)1.5 LN2003A驱动 (10)2软件设计及调试 (13)2.1程序流程 (13)2.2软件设计及调试 (14)3 扩展功能说明 (15)4设计总结 (16)5 设计源程序 (16)6 附录 (21)参考文献 (22)附2：系统原理图及实物图 (23)步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。

目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。

分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。

步进电机控制电路及应用程序

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。

每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。

步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。

因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

步进电机主要是由定子、定子绕组和转子组成。

涉及的基本概念如下：1.相——步进电机有几个定子绕组（线圈）就是几相。

2.线——步进电机引出有几根连接的导线。

3.极性——分为单极性和双极性。

如果步进电机的线圈是可以双向导电的，那么这个步进电机就是双极性的，相反，如果步进电机的线圈是只允许单向导电的，那么这个步进电机就是单极性的。

4.极数——每个电机每相含有的磁极个数就是极数。

由于磁极是成对出现的，所以电机有2、4、6、8……极之分。

步进电机结构示意图步进电机分类——按结构分类反应式反应式步进电机定子上有绕组、转子由软磁材料组成。

结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

噪声振动大，多为三相。

永磁式永磁式步进电机永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。

其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。

混合式混合式步进电机其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。

其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

二相和五相。

步进电机分类——按定子绕组步进电机按定子上绕组来分，共有二相、三相、四相和五相等系列。

最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占97%以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。

该种电机的基本步距角为1.8°/步，配上半步驱动器后，步距角减少为0.9°，配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍（0.007°/微步）。

步进电机的控制原理

步进电机的控制原理步进电机是一种高精度的电动执行器，具有定位准确、不需反馈器和转矩、速度和位置控制的特点，广泛用于数码设备、计算机和机器人控制等领域。

步进电机的控制原理包括三部分：输入信号、驱动电路和电机转动。

一、输入信号步进电机的输入信号有两种：脉冲信号和方向信号。

脉冲信号是由控制器发送给驱动电路的，用来控制电机的转动步数和速度。

步进电机的每一步运动需要一定的脉冲信号，具体步数由控制器编程决定。

方向信号则表示电机转动的正、反方向，一般由控制器通过电平高低来控制。

输入信号是步进电机运动的基础，只有正确的输入信号才能实现精准控制。

二、驱动电路步进电机的控制需要依赖驱动电路，一般为双H桥驱动电路。

它能够根据输入信号的变化，控制步进电机的相序和电流大小，从而实现电机的精准控制。

驱动电路是整个控制系统的核心部分，不同类型的步进电机需要不同的驱动方式，因此制定相应的驱动电路是十分重要的。

三、电机转动步进电机的转动是由驱动电路提供的电流产生的磁场、轴承和转子间的相互作用实现的。

不同类型的步进电机其转动的方式也不同，如单相、两相、五相、六相等。

不同类型的步进电机也需要不同的驱动方式，否则会导致控制不准确或失步。

综上所述，步进电机的控制原理需要在三个方面进行开展：输入信号、驱动电路和电机转动。

只有以正确的方式输入信号，配合正确的驱动电路和电机类型，才能实现精准的电机控制。

在实际应用中，我们需要根据具体情况来选择不同类型的步进电机和相应的控制方式，以实现最优控制效果。

步进电机的控制的原理

步进电机的控制的原理步进电机（Stepper Motor）是一种将电脉冲信号转换为角度让电机转动的电机。

它通常由定子和转子组成，定子线圈通过控制电流的输入来产生磁场，而转子则是由磁材料制成的。

步进电机有许多种类型，其中最常见的是单圈、双圈和四圈步进电机。

步进电机凭借其高精度、高可靠性等优点，在很多领域都有广泛的应用，包括打印机、电子门锁、数码相机等。

步进电机的控制原理主要包括两个方面，即脉冲信号的输入以及驱动电流的控制。

下面将详细介绍这两个方面的原理。

首先是脉冲信号的输入。

步进电机的转动是通过输入脉冲信号驱动的。

脉冲信号可以由切换电路产生，也可以由计算机或其他控制系统发出。

脉冲信号的频率决定了步进电机转动的速度，而脉冲信号的数量则决定了步进电机转动的角度。

当脉冲信号输入到步进电机的一个定子线圈时，该线圈产生一个磁场。

根据电磁感应定律，该磁场将对转子产生一个力矩，使其转动一定的角度。

当脉冲信号不再输入时，磁场也消失，转子停止转动。

如果脉冲信号连续输入，那么步进电机将不断地进行转动。

接下来是驱动电流的控制。

步进电机的线圈通常由绝缘性材料包裹，以防止电流损耗。

驱动电流的控制是通过对步进电机的定子线圈施加合适的电压来实现的。

根据欧姆定律，电流与电压的比值等于线圈的电阻。

通过改变电压的大小，可以控制线圈中的电流，进而控制步进电机的转动速度和力矩。

为了更好地控制步进电机的转动，常常采用两相驱动方式。

两相驱动方式是指将步进电机的两个定子线圈分别驱动，使其产生独立的磁场。

通过交替输入脉冲信号，可以让步进电机转动一个固定的角度。

在实际应用中，常常使用驱动器来控制步进电机的驱动电流。

驱动器接受外部脉冲信号，并通过电流放大器将电流信号传输给定子线圈。

此外，通过改变定子线圈的电流方向，可以改变步进电机的转动方向。

例如，如果一个线圈中的电流是顺时针方向的，而另一个线圈中的电流是逆时针方向的，那么步进电机就会向顺时针方向转动。

步进电机工作原理及控制电路

//按键标志变量
flag1=0;
//步进数标志变量
init();
//液晶初始化子程序
while(1)
{
keyscan();
//键盘扫描子程序
if(flag==1)
{
zz();
//正转子程序
}
else if(flag==3) {
fz(); } writebjs(8,count); } }
//反转子程序
it 动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。励
磁顺序： A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
A-B 表4.3 1-2 相励磁法
步进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。所以在每走一步后，程序必须延时一段时间。下面介绍的是国产20BY-0型步进电机，它使用+5V直流电源，步距角为18度。电机线圈由四相组成，即A、B、C、D四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图4.2和表4.1所示：
6
法增大起动电流，以提高步进电机转动力矩，即提高其工作频率。由于步进电机
是感性负载，所以进入绕组的电流脉冲是以指数形式上升，即这时电流脉冲i为：
i = IH (1 − e−1/Tj )
(4.4)
公式
其中：i是电流脉冲瞬时值；
IH 是在开关回路电压为u时的电流稳态值；
Tj 是开关回路的时间常数，Tj = L / ( RL + RC )
θ s = 2Π / Nrk
公式（4.1）或
θ s = 360o / Nrk
公式（4.2）
其中：k是步进电机工作拍数，Nr是转子的齿数。

步进电机驱动器及细分控制原理

步进电机驱动器及细分控制原理步进电机驱动器原理：步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。

驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电。

以两相步进电机为例，当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时，驱动器经过环形分配器和功率放大后，给电机绕组通电的顺序为AABB A A B B，其四个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；若方向信号变为负时，通电时序就变为AA B BA A BB，电机就逆时针转动。

随着电子技术的发展，功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。

其基本原理是：在电机绕组回路中，串联一个电流检测回路，当绕组电流降低到某一下限值时，电流检测回路发出信号，控制高压开关管导通，让高压再次作用在绕组上，使绕组电流重新上升；当电流回升到上限值时，高压电源又自动断开。

重复上述过程，使绕组电流的平均值恒定，电流波形的波顶维持在预定数值上，解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题，使电机在低频段力矩增大。

步进电机一定时，供给驱动器的电压值对电机性能影响较大，电压越高，步进电机转速越高、加速度越大；在驱动器上一般设有相电流调节开关，相电流设的越大，步进电机转速越高、力距越大。

细分控制原理：在步进电机步距角不能满足使用要求时，可采用细分驱动器来驱动步进电机。

细分驱动器的原理是通过改变A，B相电流的大小，以改变合成磁场的夹角，从而可将一个步距角细分为多步。

定子A转子SNB B BSNA A(a)(b)AS NB B N S BS NA(c)(d)图3.2步进电机细分原理图仍以二相步进电机为例，当A、B相绕组同时通电时，转子将停在A、B相磁极中间，如图3.2。

若通电方向顺序按AA AABB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而复始进行变化，电机顺时针转动；电机每转动一步，为45度，8个脉冲电机转一周。

与图2.1相比，它的步距角小了一半。

步进电机控制系统原理

• CH250环形脉冲分配器是三相步进电动机的理想脉冲分配器, 通过其控制端的不同接法可以组成三相双三拍和三相六拍的不同工作方式,如图7、图8所示.
图7 CH250三相双三拍接法
图8 CH250三相六拍接法
CH250环形脉冲分配器的功能关系如表1所列
讨论：
• 单片机输出步进脉冲后,再由脉冲分配电路按事先确定的顺序控制各相的通断.
二、由软件完成脉冲分配工作
• 用微型机代替了步进控制器把并行二进制码转换成 • 串行脉冲序列,并实现方向控制. • 只要负载是在步进电机允许的范围之内, • 每个脉冲将使电机转动一个固定的步距角度. • 根据步距角的大小及实际走的步数,只要知道初始 • 位置,便可知道步进电机的最终位置. • 特点：由软件完成脉冲分配工作,不仅使线路简化,成本下
LOOP2： MOV A,R3 ADD A,#07H MOV R3,A AJAMP LOOP1
DELAY：
；求反向控制模型的偏移量；延时程序
POINT
COUNT POINT
DB 01H,03H,02H,06H,04H,05H,00H ；正向控制模型 DB 01H,05H,04H.06H,02H,03H,00H ；反向控制模型 EQU 30H, EQU 0150H
01 100
3、步进电机与微型机的接口及程序设计
总之, 只要按一定的顺序
改变 P1.0～P1.2 三位通电的状况, 即可控制步进电机依选定的方向步进.
3、步进电机与微型机的接口及程序设计
由于步进电机运行时功率较大,可在微型机与驱动器之间增加一级光电隔离器,以防强功率的干扰信号反串为进什么主步控进系电统机.功如率图驱所动示电路. 采用光电隔离？
2、步进电机控制系统原理

四相八拍步进电机控制电路

四相八拍步进电机控制电路
步进电机在各种自动控制领域中有着广泛的应用，它通过精确的位置控制和简单的控制电路设计，实现了高效的运行。

在步进电机中，四相八拍步进电机是一种常见的类型，它具有结构简单、控制方便等特点，因此得到了广泛采用。

步进电机的控制原理基于控制电路对电机内部各个线圈的通断控制，从而实现单步运动。

四相八拍步进电机由四个线圈组成，按相间夹角为90度的顺序连接，每相均可单独控制。

常见的步进电机控制电路包括单片机控制、逻辑门控制等。

在设计四相八拍步进电机控制电路时，首先需要确定电机驱动方式。

常见的方式包括全步进驱动和半步进驱动。

全步进驱动中，电机每步转动一个完整的步进角度；而在半步进驱动中，电机每步转动半个步进角度。

选择不同的驱动方式可以实现不同的转动精度和速度要求。

控制电路中常用的元器件包括晶体管、电阻、电容等。

通过合理的连接和控制，可以使步进电机按照预先设定的步进序列运行。

在具体设计电路时，需要根据电机的参数和工作要求，选择合适的元器件和控制方式，并进行电路调试和优化。

为了确保步进电机的稳定运行，还需要注意电源稳定性和线圩的连接质量。

稳定的电源可以提供电机正常工作所需的能量，而良好的线圩连接可以减小电机运行时的噪音和振动，延长电机使用寿命。

总的来说，四相八拍步进电机控制电路是实现步进电机精准运动的关键，通过合理的设计和调试，可以有效地实现对电机位置的控制。

在实际应用中，可以根据具体要求进行电路的定制设计，以满足不同场景下步进电机的控制需求。

1。

步进电机的单脉冲控制、双脉冲控制、开环控制和闭环控制

步进电机的单脉冲控制、双脉冲控制、开环控制和闭环控制
步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。

它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机的单脉冲控制与双脉冲控制步进电机的控制有单电压和高低电压控制之分；
单电压控制用一串脉冲信号控制一个电子开关的通、断来控制电机驱动绕组得电、失电；高低电压控制在单电压控制的基础上，用另一串脉冲控制一个电子开关的通、半导通，两个开关串联，两个控制脉冲同频率但不同相位和宽度。

达到给绕组的供电电压全、一半、迅速关断的目的。

步进电机的开环控制和闭环控制步进电机的开环控制
1、步进电机开环伺服系统的一般构成
步进电动机的电枢通断电次数和各相通电顺序决定了输出角位移和运动方向，控制脉冲分配频率可实现步进电动机的速度控制。

因此，步进电机控制系统一般采用开环控制方式。

图为开环步进电动机控制系统框图，系统主要由控制器、功率放大器、步进电动机等组成。

2、步进电机的控制器
1、步进电机的硬件控制
步进电动机在个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因而只要控制一定的脉冲数，即。

单片机控制步进电机原理

单片机控制步进电机原理1.步进电机的工作原理：步进电机是一种可以通过电脉冲控制转动的电机。

它由定子和转子组成，定子上包含两个或多个电磁线圈，转子上则有若干个磁极。

当电流通过定子线圈时，会在电磁线圈周围产生磁场，这个磁场会与转子上的磁极相互作用，从而使转子发生运动。

2.单片机的工作原理：单片机是一种集成电路，具有微处理器的功能。

它能够执行预先编程好的指令集，通过控制输入输出口、时钟等来与外部设备进行交互，并实现各种控制功能。

3.单片机控制步进电机的原理：单片机通过输出脉冲来控制步进电机的转动。

具体原理如下：3.1电流控制：步进电机的线圈需要传输一定的电流才能发生磁场，从而使转子运动。

单片机通过控制电流驱动电路，可以控制步进电机的电流大小和方向。

常用的电流驱动电路包括恒流驱动和恒压驱动两种。

3.2相序控制：步进电机的转子上有若干个磁极，定子上有若干个线圈。

通过改变线圈的电流方向和大小，可以改变和转子磁极的相互作用，从而使转子以一定的步进角度转动。

单片机可以通过输出信号控制线圈的开关，实现相序的控制。

常用的相序控制方法有全步进控制和半步进控制两种。

全步进控制是指每个电流线圈都只有两种状态：通电和断电。

通过改变线圈的通电组合，可以控制步进电机的转动方向和步进角度。

半步进控制是指每个电流线圈可以有更多的状态，通电组合包括正流、反流和断电三种。

通过改变线圈的通电组合，可以控制步进电机的转动方式，使其能够实现更小的步进角度。

单片机可以根据需要选择相应的控制方式，将相应的控制信号输出给步进电机，从而实现步进电机的转动控制。

4.单片机控制步进电机的具体步骤：4.1初始化：设置单片机的工作模式、时钟和引脚功能等。

4.2设置相序和电流：根据步进电机的类型和要求，设置相应的相序和电流。

常用的方法是通过编写相序表格，并将其存储到单片机内部的存储器中。

4.3通过输出脉冲生成程序：编写控制程序，在程序中定义脉冲个数、频率和方向等参数，并生成相应的输出信号。

基于单片机的步进电机控制电路设计

基于单片机的步进电机控制电路设计
步进电机是一种应用广泛的电机，它的控制方式是通过逐步改变电流来驱动电机转动。

基于单片机的步进电机控制电路设计可以使步进电机的控制更加精确、方便和自动化。

下面将介绍一下如何设计一台基于单片机的步进电机控制电路。

首先，我们需要选择合适的单片机。

对于步进电机控制，需要一个I/O口数目足够的单片机，并且要求计算速度快、性能稳定。

常用的单片机有AT89C51、AVR、PIC、STM32等，其
中STM32拥有强大的计算能力和外设支持，非常适合用于步
进电机控制电路的设计。

接下来，我们需要考虑步进电机的驱动方式。

步进电机可以采用全步进或半步进两种方式驱动。

全步进控制方式会让电机一步步转动，步距为180度，转速慢但精确度高，而半步进控制方式可以让电机先半步，再进入全步进控制，提高了转速同时又保持了较高的精度。

最后，我们需要设计电路连接和代码编写。

在电路连接方面，需要将单片机输出引脚和驱动芯片的控制引脚相连，同时将驱动芯片输出端和电机的相应引脚相连。

在代码编写方面，需要根据所选单片机的指令集来编写步进电机控制引脚输出的程序，实现步进电机转速和方向的控制。

综上所述，基于单片机的步进电机控制电路设计需要选取合适的单片机，选择合适的步进电机驱动方式，并根据电路连接和
代码编写来实现电机的精确控制。

这样设计出的步进电机控制电路可以应用于各种机械设备控制，使之更加智能化和自动化。

步进电机pwm控制的基本原理

步进电机pwm控制的基本原理引言：步进电机是现今广泛应用于电子领域的电动机之一，这种电机以具有精确定位和高精度的控制特点而受到广泛的关注。

其中，其的驱动方式采用PWM技术来控制电机的磁场产生，从而实现电机的旋转。

那么，本篇文章将要讲述步进电机控制的基本原理，希望对广大读者有所帮助。

一、步进电机的分类1.1、断续运转步进电机断续运转步进电机顾名思义，是指在控制过程中通过施加交流驱动所产生的多相电流来使电机进行断续运转，从而实现电机的旋转运动。

它是通过调整DC-AC逆变器的输出进而调整PWM波形的周期和占空比，从而控制电机的转动角度。

这种步进电机的特点是运动速度低，但是定位精度高且驱动控制简单。

1.2、连续运转步进电机与断续运转步进电机不同的是，连续运转步进电机是在直流电源的持续作用下，以斩波器技术产生的单一脉冲驱动信号来实现步进电机的旋转。

它是通过调节斩波器输出的短脉冲宽度和高电平的时间来实现电机的转角控制。

而此种步进电机，其特点为可以实现高速运动，但定位精度有一定的影响。

二、步进电机PWM控制的原理PWM技术是指通过产生一定周期和占空比的矩形脉冲信号驱动电机运转。

一般而言，PWM控制信号器是由一个微控制器或者FPGA所实现，同时在控制过程中，通过计算器或定时器来产生对应的PWM信号。

而在步进电机的PWM控制中，不仅要产生PWM信号，同时还需要确定步进电机所需要的逆变器输出频率以及信号的占空比。

在PWM技术控制中，占空比是通过改变PWM信号的高电平和低电平时间比例来实现的。

此时所产生的信号是具有脉冲宽度和周期相等的矩形脉冲信号。

在步进电机PWM控制中，其占空比的变化范围一般在0%至100%之间，且周期一般要设置相对较短的时间间隔，这样可以有效的减少瞬间震荡。

三、步进电机PWM控制的实现在实现步进电机PWM控制时，我们需要考虑多个的因素。

由于步进电机的PWM控制过程涉及到多个器件之间的配合工作，因此其实现过程略显复杂。

步进电机控制方法

步进电机控制方法
步进电机是一种常用的电动机，它通过控制电流脉冲的频率和方向来实现旋转运动。

下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。

1. 单脉冲控制：这种方法简单直接，通过给步进电机施加一个脉冲信号来控制其步进角度，每个脉冲代表一个步进角度。

但是由于只控制脉冲的频率和方向，无法准确控制电机的位置。

2. 双脉冲控制：这种方法在单脉冲控制的基础上，加入了一个脉冲信号来标记零点位置。

通过控制脉冲信号的频率和方向，可以实现步进电机的精准定位。

但是双脉冲控制需要额外的硬件电路支持，复杂性较高。

3. 微步进控制：微步进控制是一种更加精细的步进电机控制方法。

它通过改变脉冲信号的宽度和相位来控制电机的旋转角度，可以实现更高的分辨率和平滑的运动。

但是微步进控制需要更复杂的电路和算法支持。

除了以上几种常见的步进电机控制方法外，还有其他的一些高级控制方法，如闭环控制、矢量控制等，用于实现更精确的控制效果。

具体选择哪种控制方法，可以根据实际应用需求和成本考虑。

步进电机细分控制电路

步进电机的发展
01
虽然步进电机已被广泛地应用，但用好步进电机并非易事，因为步进进电机至少要有脉冲信号和功率驱动电路等组成控制系统才可使用，这就涉及到很多方面的知识，如：电机、机械、电子及计算机等许多专业知识。步进电机今后的发展，主要依赖于新材料的应用、设计的手段和驱动技术。
AL
光耦隔离
HIN
HO
LIN
桥式驱动芯片
LO
H桥电
A相
步进电
路
机
H桥电路
20XX
谢谢！
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FPGA开发环境与工具
01
开发软件：Quartus II 开发软件
02
硬件描述语言： Ve r i l o g HDL
步进电机的工作原理
步进电机的控制原理
01 换相顺序的控制，通电状态的切换。这一过程称为 “脉冲分配”。如：三相步进电机的工作方式，其各相绕组通电顺序为 A-B-C-A。控制电机 A、 B、 C 相的控制脉冲应严格按照这一顺序执行，如果通电顺序按 A-C-B-A，则电机的转向发生改变，即控制步进电机的通电顺序可控制步进电机的转动方向。
02
步进电机下一阶段的发展趋势将会是智能化应用技术方向。新材料方面，高性能永磁材料的应用会对步进电机有影响；设计手段上由于电子技术、计算机通信技术的发展，对步进电机控制的方法也会越来越先进；同时驱动技术方面，微步驱动技术的应用和不断完善，对步进电机的设计和发展产生了很大的影响，也提出了一系列研究的新课题和新方向。
202X
步进电机细分控制电路设计
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步进电机驱动电路原理

步进电机驱动电路原理
步进电机驱动电路的原理主要基于电脉冲信号的转换。

具体来说，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电机。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，这个固定的角度被称为“步距角”。

步进电机的旋转是以这个固定的角度一步一步运行的。

步进电机的转速和停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响。

通过控制脉冲个数，可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。

同时，通过控制脉冲频率，可以控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机的工作原理是利用电子电路将直流电变成分时供电的多相时序控制电流。

这种电流为步进电机供电，使步进电机能够正常工作。

驱动器就是为步进电机分时供电的多相时序控制器。

总的来说，步进电机驱动电路的原理就是通过控制电脉冲信号来控制步进电机的角位移和转速，从而实现精确的定位和调速。

这种电机在数字式计算机的外部设备、打印机、绘图机和磁盘等设备中得到了广泛应用。

步进电机控制驱动电路设计

步进电机控制驱动电路设计一、任务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，它在速度、位置等控制领域被广泛地应用。

但步进电机必须由环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

设计一个三相步进电机控制驱动电路。

二、要求1．基本要求1）时钟脉冲产生电路，能实现步进电机的正转、反转、手动（点动）和自动控制；2）用IC设计一个具有“自启动”功能的三相三拍环形分配器；3）能驱动三相步进电机的功放电路。

使用的是三相步进电机，工作相电压为12V2．发挥部分1）设计的环形分配器可实现“三相单三拍”、“三相双三拍”和“三相六拍”的多工作方式选择；2）完成步进电机供电电源电路设计；3）其它创新。

操作说明(与实际电路相对应):（从上到下依次）（从左到右）短路环： 1 2 3 4 开关：1 4 工作模式：断开接通断开接通0 0 三相单三拍正转断开接通断开接通0 1 三相单三拍反转断开接通断开接通0 0 三相六拍反转断开接通断开接通0 1 三相六拍正转接通断开接通断开0 0 三相双三拍正转接通断开接通断开0 1 三相双三拍反转注意：按键按下为0 向上为1如果在工作时有异常情况请按复位键调节变阻器2可以调节速度的大小摘要本设计采用自己设计的电源来给整个电路供电，用具有置位，清零功能的JK触发器74LS76作为主要器件来设计环行分配器，来对555定时器产生的脉冲进行分配，通过功率放大电路来对步进电机进行驱动，从而来完成题目中的要求。

并且产生的脉冲的频率可以控制，从而来控制步进电机的速度，环形分配器中具有复位的功能，在对于异常情况可以按复位键来重新工作。

本系统具有以下的特点：1．时钟脉冲产生电路，能实现步进电机的正转、反转、手动（点动）和自动控制；2．具有“自启动”的功能。

3．可以工作在“三相单三拍”、“三相双三拍”和“三相六拍”的多工作方式选择的状态下。

4．具有复位的功能。

（创新）5．具有速度可变的功能。

自制简易的步进电机控制器电路

自制简易的步进电机控制器电路
步进电机控制电路原理图如下图所示，电路主要由脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路及功率放大电路等几部分组成。

在本电路中的脉冲信号由NE555构成的一个多谐振荡器产生，选择开关S1和不同振荡电容C1/C2相连，可得到不同频段的脉冲信号，通过电位器RP可使其3脚输出的信号频率连续可调，该脉冲信号加到十进制计数器
CD4017的时钟输入CP端，作为步进电机工作的时钟。

电机的工作步序由CD4017的计数输出端提供。

由于目前市面上步进电机的种类较多，本电路仅以较常用的“三相双三拍”控制（具体步序见下下表）为例进行分析，其他的控制方式读者们可以参照本例自行分析。

由于“三拍”完成一个循环需有三个步序，故由十进制计数器CD4017构成一个3进制的封闭小循环，分别由Q0、Q1、Q2输出所需的步序1、2、3的信号，而将
Q3直接接到CD4017的复位端R，从而构成了一个完整的环形分配电路。

“双”是在每一步序中电机要有2相同时得电，经对表1中不同步序的真值表分析可知，“A”相的值应在步序1和3均为有效，此时可将Q0与Q2的输出信号经或门(74HC32)送至A相的控制端；Q0与Q1相或后送至B相；Q1与Q2相或后送至C相，这样就可以得到我们所需要的三相双三拍步序控制信号。

实验5步进电机控制

实验五PWM配置及步进电机控制一、实验目的1. 了解步进电机驱动原理;2. 了解步进电机的控制原理;3. 熟悉使用PWM控制步进电机的运行。

二、实验主要内容1. DSP的初始化;2. ePWM模块初始化与配置;3. 步进电机的驱动程序。

三、实验基本原理1. 步进电机的驱动：图1 是单极性步进电机驱动的典型电路，图中的方块为驱动开关。

针对SEED-DEC 中直流电机系统的动作要求，步进电机驱动电路设计思路如下：1）电机采用15V直流电源供电;2）4路控制信号由DSP提供，信号为CMOS标准电平，通过排线接入并下拉;3）使用达林顿管TIP31C代替IRL549作为电机驱动开关，基级串接100欧电阻减小MOS管的寄生震荡;4）使用快速二极管IN4007完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机;图 1 步进电机驱动电路2. 步进电机的控制一般分为四相四拍与四相八拍两种方式，其中前者称为全步，后者称为半步。

步进电机在这个实验中选择的时M35SP-7N，其步进角为7.5°，是一种单极性步进电机。

它的结构如图2：图 2 步进电机结构四、实验过程和关键程序解读1. 启动CCS，进入CCS的操作环境，并导入stepmotor工程。

2. 加载stepmotor工程，添加xml文件3. 阅读源代码1）初始化系统控制寄存器与要使用的GPIO：2）关中断、初始化PIE、初始化PIE向量表3）关ePWM时钟，配置后打开时钟，并更新中断向量表4）ePWM初始化函数（以EPwm1为例）：EPWM2的其他配置与1相同，不用的在于一些事件产生的动作不同：其产生的pwm波为CMPAABCD线圈按照ACBD的次序导通步进电机接线示意图（2b-A、1b-B、1a-C、2a-D）：则步进电机顺时针旋转4. 按照老师要求修改源代码1）改变步进电机的转速在使用直流电机时，通常是用占空比来调节转速的，但是在步进电机中，是通过改变PWM的频率来调整的，因为在一个PWM周期中，步进电机改变的相位是一样的，所以PWM频率越高，改变相同相位就越快，所以转速也越快，程序中我们只需改变TBPRD的值即可。

三相步进电机控制程序及电路

三相步进电机控制程序及电路概述三相步进电机是利用电子技术，通过不断地使电流按照一定规律改变来控制电机转动。

本文将介绍三相步进电机的控制程序，并详细讲解电路原理。

控制程序控制程序采用的是 Arduino 开发板，因为它易于编程和控制。

代码采用 C 语言实现，主要分为两部分：1.步进电机控制程序：该部分主要用于引脚配置和执行步进电机运动；2.事件驱动程序：该部分主要用于监测按键操作，以对步进电机执行不同的运动。

步进电机控制程序代码#define SPEED 50 //步进电机转速#define STEPS 6 //步进电机齿轮数目//定义步进电机引脚int stepPins[] = {8, 9, 10, 11};//定义步进电机步进方式数组（顺序为AB-BC-CD-DA）int stepSequence[][4] = {{HIGH, LOW, LOW, HIGH},{HIGH, HIGH, LOW, LOW},{LOW, HIGH, HIGH, LOW},{LOW, LOW, HIGH, HIGH}};void setup() {//设置步进电机引脚模式为输出for (int i = 0; i < 4; i++) {pinMode(stepPins[i], OUTPUT);}}void loop() {for (int j = 0; j < 2; j++) {//顺时针旋转for (int i = 0; i < STEPS * 4; i++) {int step = i % 4;for (int pin = 0; pin < 4; pin++) {digitalWrite(stepPins[pin], stepSequence[step][pin]);}delay(SPEED);}//逆时针旋转for (int i = STEPS * 4; i > 0; i--) {int step = i % 4;for (int pin = 0; pin < 4; pin++) {digitalWrite(stepPins[pin], stepSequence[step][pin]);}delay(SPEED);}}}事件驱动程序代码``` C #define BUTTON_PIN 2 //按键引脚 #define DEBOUNCE_DELAY 50 //防抖动延时//定义全局变量 bool clockwise = true; unsigned long debounceTimer = 0;void setup() { pinMode(BUTTON_PIN, INPUT); digitalWrite(BUTTON_PIN, HIGH); Serial.begin(9600); }void loop() { if (digitalRead(BUTTON_PIN) == LOW) { if (millis() - debounceTimer > DEBOUNCE_DELAY) { debounceTimer = millis(); clockwise= !clockwise; Serial.println(clockwise ?。