L297L298N驱动电路步进电机基本原理功能
L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机
L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机电机驱动电路;电机转速控制电路(PWM信号)主要采用L298N,通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平,即可以对电机进行正反转,停止的操作,输入引脚与输出引脚的逻辑关系图为驱动原理图--------------------------------------------------------L298N电机驱动模块图•••1.1 实物图••1.2 原理图•••1.3 各种电机实物接线图•••1.4 各种电机原理图•••1.5 模块接口说明•••L298N电机驱动模块图1.1 实物图正面背面1.2 原理图1.3 各种电机实物接线图直流电机实物接线图4相步进电机实物接线图3相步进电机实物接线图1.4各种电机原理图直流电机原理图步进电机原理图1.5 模块接口说明+5V:芯片电压5V。
VCC:电机电压,最大可接50V。
GND:共地接法。
A-~D-:输出端,接电机。
A~D+ :为步进电机公共端,模块上接了VCC。
EN1、EN2:高电平有效,EN1、EN2分别为IN1和IN2、IN3和IN4的使能端。
IN1~ IN4:输入端,输入端电平和输出端电平是对应的。
1和15和8引脚直接接地,4管脚VS接2.5到46的电压,它是用来驱动电机的,9引脚是用来接4.5到7V的电压的,它是用来驱动L298芯片的,记住,L298需要从外部接两个电压,一个是给电机的,另一个给L298芯片的6和11引脚是它的使能端,一个使能端控制一个电机,至于那个控制那个你自己焊接,你可以把它理解为总开关,只有当它们都是高电平的时候两个电机才有可能工作,5,7,10,12是298的信号输入端和单片机的IO口相连,2,3,13,14是输出端,输入5和7控制输出2和3, 输入的10,12控制输出的13,14L298N型驱动器的原理及应用L298N是SGS公司的产品,内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A以下的电机。
L297和L298N驱动电路及步进电机的基本原理与功能
网易新闻微博邮箱闪电邮相册有道手机邮印像派梦幻人生更多博客博客首页博客话题热点专题博客油菜地找朋友博客圈子博客风格手机博客短信写博邮件写博博客复制摄影摄影展区每日专题窗体顶端年12月17日STC89C51单片机,L297和L298N驱动电路及步进电机的基本原理与功能默认分类2008-12-11 14:43:53 阅读8201 评论6 字号:大中小订阅摘要:本设计首先介绍了STC89C51单片机,L297和L298N驱动电路及步进电机的基本原理与功能;其次,设计步进电机实现起停、转向、速度、位置变化的控制方案;再次,在这些器件功能与特点的基础上,拟出设计思路,构建系统的总体框架;最后利用PROTEL软件绘出电路图,同时写出设计系统的运行流程和相关程序。
整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值;启动系统后,从单片机的I/O口输出控制脉冲,经过L297、L298N驱动电路对脉冲进行处理,输出能直接控制步进电机的脉冲信号。
在此基础上,重新分配I/O资源,同时增加驱动芯片L297、L298N的个数,在负载能力范围允许内,就能实现多台步进电机独立起停、转向、速度、位置变化的控制。
关键字:STC89C51单片机;L297; L298N; 步进电机前言步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机。
目前,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展,推动了步进电机的发展。
本设计针对目前各个领域对自动化的需要,采用STC89C51单片机与L297,L298N驱动芯片驱动多台步进电机同时独立工作,将它应用于各种复杂的控制领域,能使许多半自动控制的系统完全成为真正的全自动,特别是用在机器人等领域,能极大的提高生产力和降低劳动强度。
由于步进电机具有快速启动、精确步进和定位等特点,因而在数控机床,绘图仪,打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。
STC89C51单片机的特点STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,是MCS-51系列单片机的派生产品;它们在指令系统中、硬件系统和片内资源与标准的8052单片机完全兼容,DIP-40封装系列与8051为pin-to-pin兼容,指令代码是与8051完全兼容的单片机。
l298n驱动电路
L298N驱动电路简介L298N是一种高性能集成双全桥驱动器,常用于控制直流电机的转速和方向。
该驱动电路具有简单可靠、驱动能力强等优点,因此在机器人、智能车、航模等领域得到广泛应用。
本文将介绍L298N驱动电路的原理、使用方法以及常见问题解答,帮助读者更好地了解和使用L298N驱动电路。
原理L298N驱动电路基于H桥电路的原理,通过控制四个电流驱动管的导通和截止来控制电机的转向和转速。
H桥电路由四个电流驱动管组成,分为上半桥和下半桥,其中上半桥控制电机的正转,下半桥控制电机的反转。
L298N驱动电路采用常见的电机驱动架构,由两个H桥电路组成,可以同时驱动两台电机。
通过控制输入引脚的电平,可以实现电机的正转、反转、停止以及速度调节等功能。
使用方法连接电路图首先,将L298N驱动电路与电机正确连接。
电机应连接到OUT1、OUT2和OUT3、OUT4引脚上,根据电机的类型和需求,可以选择串或并联连接。
电机的正负极需连接正确,否则电机将无法正常工作。
根据需求,将输入信号引脚IN1、IN2连接到微控制器或其他信号源上。
IN1和IN2引脚用于控制电机的转向,通过改变IN1和IN2的电平状态可以控制电机的正转、反转和停止。
若需控制第二台电机,重复上述步骤,将电机连接到OUT3、OUT4引脚,IN3、IN4引脚连接到相应的信号源。
控制电路图接下来,通过控制输入信号引脚的电平,可以实现电机的不同工作状态。
•控制电机正转:将IN1引脚置高电平(5V),IN2引脚置低电平(0V)。
•控制电机反转:将IN1引脚置低电平(0V),IN2引脚置高电平(5V)。
•控制电机停止:将IN1和IN2引脚同时置低电平(0V)或置高电平(5V)。
根据需要,可以通过PWM调节控制电机的转速。
通过改变PWM信号的占空比,可以控制电机的转速和功率。
常见问题解答以下是一些关于L298N驱动电路的常见问题解答:1. L298N驱动电路最大电流是多少?L298N驱动电路的最大电流是2A。
L297_L298芯片混合式步进电机驱动器设计原理图及例程
【简要说明】一、尺寸:长71mmX宽43mmX高28mm二、主要芯片:L297、L298N三、工作电压:控制信号直流4.5~5.5V;电机电压直流5V~30V四、最大工作电流:2A五、额定功率25W六、特点:1、具有电源指示。
2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护和过电流保护5、可单独控制一台步进电机6、可控制两相和四相步进电机7、可控制直径在42mm内的任何,两相和四相步进电机适用场合:单片机学习、电子竞赛、产品开发、毕业设计。
【标注图片】【步进电机控制接线图】步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
一、步进电机最大特点是:1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源)三、控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。
两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。
调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
(注意:如果脉冲频率的速度大于了电机的反应速度,那么步进电机将会出现失步现象)。
四、此板驱动步进电机测试程序说明:以AT89S52单片机控制单元,C语言编程!【接线图】【测试程序】/********************************************************************汇诚科技实现功能:正转_反转_减速_加速程序使用芯片:AT89S52 或者STC89C52晶振:11.0592MHZ编译环境:Keil作者:zhangxinchun淘宝店:汇诚科技【声明】此程序仅用于学习与参考,引用请注明和作者信息!*********************************************************************/ #include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar Y=1; //初始化速度/********************************************************控制位定义********************************************************/sbit shi_neng=P1^0; // 使能控制位sbit fang_shi=P1^1; // 工作方式控制位sbit fang_xiang=P1^2;// 旋转方向控制位sbit mai_chong=P1^3; // 脉冲控制位sbit zheng_zhuan=P2^0; // 正转sbit fan_zhuan=P2^1; // 反转sbit jia_su=P2^2; // 加速sbit jian_su=P2^3; // 减速/********************************************************延时函数********************************************************/ void delay(uchar i)//延时函数{uchar j,k;for(j=0;j<i;j++)for(k=0;k<180;k++);}/********************************************************加速函数********************************************************/ void jia(){Y=Y-1;if(Y<=1){Y=1;}//如果速度值小于等于1,值保持不变}/********************************************************减速函数********************************************************/ void jian(){Y=Y+1;if(Y>=100){Y=100;}}/********************************************************主函数********************************************************/main(){shi_neng=1; // 使能控制位fang_shi=1; // 工作方式控制位fang_xiang=1;// 旋转方向控制位mai_chong=1; // 脉冲控制位while(1){if(zheng_zhuan==0){fang_xiang=1;}if(fan_zhuan==0){fang_xiang=0;}if(jia_su==0){delay(10);while(!jia_su);jia();}if(jian_su==0){delay(10);while(!jian_su);jian();}mai_chong=~mai_chong; //输出时钟脉冲delay(Y); //延时(括号内数值越小,电机转动速度越快)}}/********************************************************结束********************************************************/【应用原理图】L297_L298芯片混合式步进电机驱动器元件清单序号名称标注名型号封装备注1 电阻R1、R3 1K 贴片0805封装2 电阻R2 3.9K 贴片0805封装3 电阻R4、R5 0.5欧姆直插2W4 电阻R6 22K 贴片0805封装5 电容C1 25V0.22uf 直插电容6 电阻C2 50V100UF 电解电容7 发个二极管DS1 红色二极管区分正负极8 整流二极管D1~D8 IN40079 芯片U1 L297 20P直插10 芯片U2 L29811 排针P1 6针12 端子6针【图片展示】/********************************************************实现功能:正转程序使用芯片:AT89S52晶振:11.0592MHZ编译环境:Keil********************************************************/#include<reg52.h> //库文件#define uchar unsigned char //字符型宏定义#define uint unsigned int //整型宏定义uchar tt; //定时器计数初值定义uint sec; //速度值定义uchar Y=30; //初始化速度/********************************************************控制位定义********************************************************/sbit shi_neng=P1^0; // 使能控制位sbit fang_shi=P1^1; // 工作方式控制位sbit fang_xiang=P1^2;// 旋转方向控制位sbit mai_chong=P1^3; // 脉冲控制位sbit zheng_zhuan=P2^0; // 正转sbit fan_zhuan=P2^1; // 反转sbit jia_su=P2^2; // 加速sbit jian_su=P2^3; // 减速/********************************************************************延时函数*********************************************************************/ void delay(uchar t){uchar i,j;for(i=0;i<t;i++){for(j=13;j>0;j--);{ ;}}}/********************************************************************定时中断服务函数*********************************************************************/ void t0(void) interrupt 1 using 0 //定时中断服务函数{tt++; //每过250ust tt 加一if(tt==1) //当tt满足条件时{tt=0; //计满重新再计sec++;if(sec==Y) //括号内数值越小,电机转动速度越快{sec=0; //计满重新再计mai_chong=~mai_chong; //脉冲输出}}}/********************************************************初始化********************************************************/ void init(){TMOD=0x02; //定时器工作在方式2ET0=1;EA=1;TH0=0xFF; //对TH0 TL0 赋值TL0=0xFE;TR0=1; //开始定时sec=0;mai_chong=1; // 脉冲控制位}/********************************************************加速函数********************************************************/ void jia(){Y=Y-2;if(Y<=1){Y=2;}//如果速度值小于等于1,值保持不变}/********************************************************减速函数********************************************************/ void jian(){Y=Y+2;if(Y>=100){Y=100;}}/********************************************************主函数********************************************************/main(){init(); //程序初始化shi_neng=0; // 使能控制位fang_shi=1; // 工作方式控制fang_xiang=1;// 控制方向为正转while(1){if(zheng_zhuan==0){delay(100);shi_neng=1;fang_xiang=0;}if(fan_zhuan==0){delay(100);shi_neng=1;fang_xiang=1;}if(jia_su==0){delay(10);while(!jia_su);jia();}if(jian_su==0){delay(10);while(!jian_su);jian();}}}/********************************************************结束********************************************************/keil参考程序正转_反转_加速_减速_高速#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar Y=1; //初始化速度/********************************************************控制位定义********************************************************/sbit shi_neng=P1^0; // 使能控制位sbit fang_shi=P1^1; // 工作方式控制位sbit fang_xiang=P1^2;// 旋转方向控制位sbit mai_chong=P1^3; // 脉冲控制位sbit zheng_zhuan=P2^0; // 正转sbit fan_zhuan=P2^1; // 反转sbit jia_su=P2^2; // 加速sbit jian_su=P2^3; // 减速/********************************************************延时函数********************************************************/void delay(uchar i)//延时函数{uchar j,k;for(j=0;j<i;j++)for(k=0;k<180;k++);}/********************************************************加速函数********************************************************/ void jia(){Y=Y-1;if(Y<=1){Y=1;}//如果速度值小于等于1,值保持不变}/********************************************************减速函数********************************************************/ void jian(){Y=Y+1;if(Y>=100){Y=100;}}/********************************************************主函数********************************************************/main(){shi_neng=1; // 使能控制位fang_shi=1; // 工作方式控制位fang_xiang=1;// 旋转方向控制位mai_chong=1; // 脉冲控制位while(1){if(zheng_zhuan==0){fang_xiang=1;}if(fan_zhuan==0){fang_xiang=0;}if(jia_su==0){delay(10);while(!jia_su);jia();}if(jian_su==0){delay(10);while(!jian_su);jian();}mai_chong=~mai_chong; //输出时钟脉冲delay(Y); //延时(括号内数值越小,电机转动速度越快)}}AVR系列单片机控制参考程序#include <iom16v.h>#include <macros.h>/**********************************************************************函数数据类型说明**********************************************************************/ #define uchar unsigned char#define uint unsigned int/**********************************************************************延时函数**********************************************************************/ void delay(uint MS){uint i,j;for( i=0;i<MS;i++)for(j=0;j<80;j++); //1141是在8MHz晶振下,通过软件仿真反复实验得到的数值}/**********************************************************************主函数**********************************************************************/ void main(){ uint i;i=10;//改变变量i 的大小可以改变速度,i越大速度越慢DDRB=0XFF;//PORTC=0XFF;PORTB|=BIT(0);//00000001 使能控制开PORTB|=BIT(1);//00000010 四拍工作方式PORTB|=BIT(2);//00000100 正方向旋转while(1){PORTB|=BIT(3);//00001000 脉冲输出delay(i);PORTB&=~BIT(3);delay(i);}}/**********************************************************************结束**********************************************************************/。
基于单片机和L297-L298芯片的步进电机控制驱动器设计
AT89C52通过串口经MAX232电平转换之后与微机相连。接受上位机指令。向L297发出时钟信号、正反转信号、复位信号及使能控制等信号。电路中,电阻R13,R15用来调节斩波器电路的参考电压,该电压将与通过管脚13,14所反馈的电位的大小比较,来确定是否进行斩波控制,以达到控制电机绕组电流峰值。
基于单片机和L297/L298芯片的步进电机控制驱动器设计
1 引言
步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机,这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步,所以又称脉冲电动机。步进电动机把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号,步进电动机前进一步,故又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备,以及打印机、绘图机和磁盘等装置。 在数字控制系统中具有精度高,运行可靠。如采用位置检测和速度反馈,亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中,如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中,另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。
图1 典型步进电机控制框图
3 硬件组成
文中所控制的步进电机是四相单极式35BY48HJ120减速步进电动机。本文所设计的步进电机控制驱动器的框图。片内置8K字节可重复擦写的Flash闪速存储器。256字节RAM。3个16位定时器。可编程串行UART通道。
图2 本文提出的步进电机控制驱动器框图
L297与L298
L297的工作原理介绍L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专用控制器,它能产生4相控制信号,可用于计算机控制的两相双极和四相单相步进电机,能够用单四拍、双四拍、四相八拍方式控制步进电机。
芯片内的PWM斩波器电路可开关模式下调节步进电机绕组中的电机绕组中的电流。
该集成电路采用了SGS公司的模拟/数字兼容的I2L技术,使用5V的电源电压,全部信号的连接都与TFL/CMOS或集电极开路的晶体管兼容。
L297的芯片引脚特别紧凑,采用双列直插20脚塑封封装,其引脚见图1,内部方框见图2。
在图2所示的L297的内部方框图中。
变换器是一个重要组成部分。
变换器由一个三倍计算器加某些组合逻辑电路组成,产生一个基本的八格雷码(顺序如图3所示)。
由变换器产生4个输出信号送给后面的输出逻辑部分,输出逻辑提供禁止和斩波器功能所需的相序。
为了获得电动机良好的速度和转矩特性,相序信号是通过2个PWM斩波器控制电动波器包含有一个比较器、一个触发器和一个外部检测电阻,如图4所示,晶片内部的通用振荡器提供斩波频率脉冲。
每个斩波器的触发器由振荡器的脉冲调节,当负载电流提高时检测电阻上的电压相对提高,当电压达到Uref时(Uref是根据峰值负载电流而定的),将触发器重置,切断输出,直至第二个振荡脉冲到来、此线路的输出(即触发器Q输出)是一恒定速率的PWM信号,L297的CONTROL端的输入决定斩波器对相位线A,B,C,D或抑制线INH1和INH2起作用。
CONTROL 为高电平时,对A,B,C,D有抑制作用;为低电平时,则对抑制线INH1和INH2有抑制作用,从而可对电动机和转矩进行控制。
图1L297引脚图图2L297内部方框电路图图3L297变换器换出的八步雷格码(顺时针旋转)图4斩波器线路图5多个L297同步工作连接图L297ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS绝对最大额定值:Symbol符号Parameter参数Value数值Unit单位Vs Supply voltage电源电压10V Vi Input signals输入信号7VPtot Total power dissipation总功率耗散(Tamb=70℃)1WTstg, Tj Storage and junction temperature储存和结温-40to+150℃L297ELECTRICAL CHARACTERISTICS(Refer to the block diagram Tamb=25℃,Vs=5V unless otherwisespecified)L297电气特性:Symbol符号Parameter参数Test conditions测试条件最小典型最大单位VsSupply voltage(pin12)电源电压4.757VIs Quiescent supplycurrent静态电源电流(引脚12)Outputs floating58mAVi Input voltage输入电压(引脚11,17,18,19,20)Low.6VHigh2VsVIi Input current输入电Vi=L1μ流(引脚11,17,18,19,20)A Vi=H1μAVen Enable input voltage使能输入电压(引脚10)Low1.3VHigh2VsVIen Enable input current使能输入电流(引脚10)Ven=L1μAVen=H1μAVo Phase output voltage相输出电压(引脚4,6,7,9)Io=10mA VOL.4VIo=5mA VOH 3.9VVin h Inhibit outputvoltage(pins5,8)Io=10mA Vinh L.V抑制输出电压(引脚5,8)4Io=5mA Vinh H 3.9VVSY NC Sync Output Voltage同步输出电压Io=5mA VSYNC H 3.3VIo=5mA VSYNC V.8Ile ak Leakagecurrent(pin3)泄漏电流(引脚3)VCE=7V1μAVsa t Saturation voltage饱和电压(引脚3)I=5mA.4VVof f Comparators offsetvoltage比较器的偏移电压(引脚13,14,15)Vref=1V5mVIo Comparator biascurrent比较器偏置电流(引脚13,14,15)-1001mAVre Input reference03Vf voltage输入参考电压(引脚15)tCLK Clock time时钟时间0.5μstS Set up time建立时间1μs tH Hold time保持时间4μs tR Reset time复位时间1μstRC LKReset to clock delay重置时钟延迟1μs L297各引脚功能说明1脚(SYNG)——斩波器输出端。
L297 L298的中文资料
L297-L298中文资料L297的工作原理介绍L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专用控制器,它能产生4相控制信号,可用于计算机控制的两相双极和四相单相步进电机,能够用单四拍、双四拍、四相八拍方式控制步进电机。
芯片内的PWM斩波器电路可开关模式下调节步进电机绕组中的电机绕组中的电流。
该集成电路采用了SGS公司的模拟/数字兼容的I2L技术,使用5V的电源电压,全部信号的连接都与TFL/CMOS或集电极开路的晶体管兼容。
L297的芯片引脚特别紧凑,采用双列直插20脚塑封封装,其引脚见图1,内部方框见图2。
在图2所示的L297的内部方框图中。
变换器是一个重要组成部分。
变换器由一个三倍计算器加某些组合逻辑电路组成,产生一个基本的八格雷码(顺序如图3所示)。
由变换器产生4个输出信号送给后面的输出逻辑部分,输出逻辑提供禁止和斩波器功能所需的相序。
为了获得电动机良好的速度和转矩特性,相序信号是通过2个PWM斩波器控制电动波器包含有一个比较器、一个触发器和一个外部检测电阻,如图4所示,晶片内部的通用振荡器提供斩波频率脉冲。
每个斩波器的触发器由振荡器的脉冲调节,当负载电流提高时检测电阻上的电压相对提高,当电压达到Uref时(Uref是根据峰值负载电流而定的),将触发器重置,切断输出,直至第二个振荡脉冲到来、此线路的输出(即触发器Q输出)是一恒定速率的PWM信号,L297的CONTROL端的输入决定斩波器对相位线A,B,C,D或抑制线INH1和INH2起作用。
CONTROL 为高电平时,对A,B,C,D有抑制作用;为低电平时,则对抑制线INH1和INH2有抑制作用,从而可对电动机和转矩进行控制。
图1 L297引脚图图2 L297内部方框电路图图3 L297变换器换出的八步雷格码(顺时针旋转)图4 斩波器线路图5 多个L297同步工作连接图L297 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS绝对最大额定值:SymbolParameter 参数Value 数值Unit 单位符号Vs Supply voltage 电源电压10 VVi Input signals 输入信号7 VPtot Total power dissipation 总功率耗散(Tamb = 70℃) 1 WTstg, Tj Storage and junction temperature 储存和结温-40 to + 150 ℃L297 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Refer to the block diagram Tamb = 25℃, Vs = 5V unless otherwisespecified) L297 电气特性:Symbol符号Parameter 参数Test conditions测试条件最小典型最大单位Vs Supply voltage (pin 12) 电源电压 4.75 7 VIsQuiescent supply current静态电源电流(引脚12) Outputs floating580 mAViInput voltage输入电压(引脚11,17,18,19,20) Low0.6V High 2 Vs VIiInput current输入电流(引脚11,17,18,19,20) Vi = L1μA Vi = H 10μAVenEnable input voltage 使能输入电压(引脚10)Low1.3V High 2 Vs VIenEnable input current使能输入电流(引脚10) Ven = L10μA Ven = H 10μAVoPhase output voltage 相输出电压(引脚4,6,7,9)Io = 10mA VOL0.4V Io =5mA VOH 3.9 VVinhInhibit output voltage (pins 5, 8)抑制输出电压(引脚5,8)Io = 10mA Vinh L0.4VIo =5mA Vinh H 3.9 V VSYNC Sync Output Voltage 同步输出电压Io = 5mA VSYNC H 3.3 VIo = 5mA VSYNC V0.8IleakLeakage current(pin3)泄漏电流(引脚3) VCE = 7 V 1μAVsat Saturation voltage饱和电压(引脚3) I = 5 mA0.4V VoffComparators offset voltage比较器的偏移电压(引脚13,14,15)Vref = 1 V 5 mV IoComparator bias current 比较器偏置电流(引脚13,14,15)-100 10 mA VrefInput reference voltage输入参考电压(引脚15)0 3 V tCLK Clock time 时钟时间0.5μs tS Set up time 建立时间 1μs tH Hold time保持时间 4μs tR Reset time复位时间 1μs tRCLK Reset to clock delay 重置时钟延迟 1μsL297各引脚功能说明1脚(SYNG)——斩波器输出端。
l298n驱动电机的工作原理_L298N驱动步进电机程序
l298n驱动电机的工作原理_L298N驱动步进电机程序步进电机简介步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。
步进电动机的输入量是脉冲序列,输出量则为相应的增量位移或步进运动。
正常运动情况下,它每转一周具有固定的步数;做连续步进运动时,其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。
由于步进电动机能直接接受数字量的控制,所以特别适宜采用微机进行控制。
(一)步进电机的种类目前常用的有三种步进电动机:(1)反应式步进电动机(VR)反应式步进电动机结构简单,生产成本低,步距角小;但动态性能差。
(2)永磁式步进电动机(PM)永磁式步进电动机出力大,动态性能好;但步距角大。
(3)混合式步进电动机(HB)混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点,它的步距角小,出力大,动态性能好,是目前性能最高的步进电动机。
它有时也称作永磁感应子式步进电动机。
(二)步进电动机的工作原理图X1三相反应式步进电动机结构示意图1定子2转子3定子绕组图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。
电机的定子上有六个均布的磁极,其夹角是60。
各磁极上套有线圈,按图1连成A、B、C三相绕组。
转子上均布40个小齿。
所以每个齿的齿距为E=360/40=9,而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿,且定子和转子的齿距和齿宽均相同。
由于定子和转子的小齿数目分别是30和40,其比值是一分数,这就产生了所谓的齿错位的情况。
若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐,如图,那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距,即3。
因此,B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。
若给B相通电,B相绕组产生定子磁场,其磁力线穿越B相。
l298n电机驱动模块原理
l298n电机驱动模块原理一. 简介L298N电机驱动模块是一种高功率电机驱动系统。
这种驱动模块可用于驱动不同种类的电机,包括直流电机和步进电机。
L298N电机驱动模块提供了一个高效稳定的系统来控制电机的旋转速度和方向,使其可用于众多应用领域,如机器人、车辆、家用电器、工业自动化等。
二. L298N电机驱动模块原理L298N电机驱动模块是一种双H桥电机驱动器,其工作原理是通过控制H桥输出端口上的电压,以控制电机的旋转方向和速度。
一个H桥由四个开关管组成,能够逆向电流并通过电阻来进行偏置。
L298N电机驱动模块有两个H桥,其中每个H桥有两个开关管。
当输出端口上的电压高时,H桥的一个开关管将电流引向电机的一个端口。
当输出端口上的电压低时,H桥的另一个开关管将电流流向电机的另一个端口。
通过高低电压交替输出,L298N电机驱动模块可以控制电机的旋转方向。
为了控制电机的旋转速度,电机驱动模块使用PWM(脉冲宽度调制)技术。
PWM技术是通过改变输出端口上的电压时间来控制电机的转速的。
输出端口上的电压时间越长,电机的转速将越快。
输出端口上的电压时间越短,电机的转速就会越慢。
三. L298N电机驱动模块的应用L298N电机驱动模块广泛应用于大型机器人、小型车辆、投影仪、家庭自动化、电动工具和各种其他应用领域。
它可以控制不同种类的电机,包括直流电机和步进电机。
在机器人领域,L298N电机驱动模块可用于控制机器人的移动和操作,并控制机器人的旋转角度和速度。
在车辆领域,L298N电机驱动模块可用于控制小型车辆的前后轮转向和速度。
在家用电器领域,L298N电机驱动模块可用于控制洗衣机、吸尘器等家用电器的马达启停,从而实现这些家用电器的各种功能。
四. 总结L298N电机驱动模块是一种高性能的电机驱动模块,可用于控制不同种类的电机。
通过控制电机的旋转方向和速度,L298N电机驱动模块在机器人、车辆、家用电器等领域中的应用越来越普遍。
用L297L298组成步进电机驱动电路
供精确的角位置信息,并且比较容易控制。市场上有很
多现成的步进电机驱动机构,但价格都偏高,用MI—
CROELECTRONICS公司出产的L297,L298两种芯
片配合使用,可以用相对很便宜的价格组成一个性能
不错的步进电机驱动电路。
2硬件电路
L297是步进电机控制器,适用于双极性两相步进 电机或单极性四相步进电机的控制,可有半步、整步和 波状三种驱动模式。片内PWM斩波电路允许开关式 控制绕组电流。该器件的一个显著特点是仅需时钟、方 向和模式输入信号。步进电机所需相位由电路内部产 生,大大减轻了CPU的负担。
论文研究了双光束分光光度计的工作原理,及紫外可见光分光光度计的光学特点和紫外可见光的波长范围;介绍了嵌入式单板机、步进电机、光电 倍增管及数据通讯的工作原理;分析了测控系统各部分的要求,并在此基础上选择所需器件。
构建了以基于PC\104总线的嵌入式单板机(SBC84500)和单片机(89C51F020)为硬件控制核心的主从分布式数据采集控制系统,实现了嵌入式单板机与 单片机间的通信、测量过程的自动控制及测量过程中光电信号的采集与处理。为了使测控系统中的几个步进电机可以同时运行,提出了多路定时器中断 方案,同时采用智能速度控制方式,达到系统实时控制的目的。为了保证测量的准确性和稳定性,设计了带自动增益控制的信号放大电路,把得到的电 信号放大成A/D的近满度值,从而充分利用A/D的位数提高运算精度。
Abstract This article introduces how to use L297 and L298 building a stepper motor driver circuit,this design
can make the hardware simple,software easy and the cost low.
L298N电机驱动电路
L298N电机驱动电路1、作业原理剖析:在步进电机驱动模块中,选用了带光耦隔绝,抗烦扰才调强的TLP521作为隔绝电流维护芯片,其间L297的17脚通过给凹凸电平来操控步进电机的正回转,而18脚为步进时钟输入端,操控每个步数的时刻增量,19脚步进电机的半步或许整步的挑选,十脚为使能操控端,来操控电机的启停,而通过内部包括4信道逻辑驱动电路、高压、大电流双H桥式驱动器L298来操控电机的正回转;运用L298完毕电机驱动及其正回转,并选用二极管进行续流维护,运用7805供应5v电源给操控器和l298芯片供电,这个电路在作业时刻长的状况下简略发热,构成电路不安稳性缺陷。
首要功用特征是:要害芯片:L298N双H桥直流/步进电机驱动芯片L298N芯片作业电压:DC4.5~5.5V。
电机驱动电源电压DC5--35V。
电源输入正常时有LED灯指示。
PCB规范:4.4*5.0cm最大输出电流2A(霎时刻峰值电流3A),最大输出功率25W。
输出正常时电机作业有LED灯指示。
具有二极管续流维护。
可独自操控2台直流电机或1台两相4线(或6线)步进电机。
能够选用并联接法操控一台高达3A的直流电机。
可完毕电机正回转。
2.仿照电路PWM的完毕上图为一个运用游戏手柄或许航模摇杆上的线性电位器(或线性霍尔元件)操控两个底盘驱动电机的PWM生成电路。
J1是手柄的插座,123和456别离是x,y两个方向的电位器。
U1B供应半电源电压,U1A是电压随从。
x,y重量通过构成成为操控分配轮两个电机转速的电压信号。
在运用中,让L=(x+1)y/(x+1.4),R=(x-1)y/(x-0.6),通过实验有不错的作用(数字仅仅单位,不是电压值)。
通过U1C和U1D构成的施密特振动器把电压改换为相应的PWM信号,用来操控功率驱动电路。
以U1D为例,R1,R2构成有回差的施密特电路,上下门限受输入电压影响,C1和R3构成延时回路,如此构成振动的脉宽受输入电压操控。
L298N电机驱动电路
L298N电机驱动电路1、工作原理分析:在步进电机驱动模块中,采用了带光耦隔离,抗干扰能力强的TLP521作为隔离电流保护芯片,其中L297的17脚通过给高低电平来控制步进电机的正反转,而18脚为步进时钟输入端,控制每个步数的时间增量,19脚步进电机的半步或者整步的选择,10脚为使能控制端,来控制电机的启停,而经过内部包含4 信道逻辑驱动电路、高压、大电流双H 桥式驱动器L298来控制电机的正反转;利用L298实现电机驱动及其正反转,并采用二极管开展续流保护,利用7805提供5v电源给控制器和l298芯片供电,这个电路在工作时间长的情况下容易发热,造成电路不稳定性缺点。
主要功能特点是:关键芯片:L298N 双H 桥直流/步进电机驱动芯片L298N 芯片工作电压:DC 4.5~5.5V。
电机驱动电源电压DC 5--35V。
电源输入正常时有LED 灯指示。
PCB尺寸:4.4*5.0cm最大输出电流2A(瞬间峰值电流3A),最大输出功率25W。
输出正常时电机运转有LED 灯指示。
具有二极管续流保护。
可单独控制2台直流电机或1台两相4 线(或6 线)步进电机。
可以采用并联接法控制一台高达3A 的直流电机。
可实现电机正反转。
2. 模拟电路PWM的实现上图为一个使用游戏手柄或者航模摇杆上的线性电位器(或线性霍尔元件)控制两个底盘驱动电机的PWM生成电路。
J1是手柄的插座,123和456分别是x,y两个方向的电位器。
U1B提供半电源电压,U1A是电压跟随。
x,y 分量经过合成成为控制左右轮两个电机转速的电压信号。
在使用中,让L= (x+1)y/(x+1.4),R=(x-1)y/(x-0.6),经过试验有不错的效果(数字只是单位,不是电压值)。
经过U1C和U1D组成的施密特振荡器把电压转换为相应的PWM信号,用来控制功率驱动电路。
以U1D为例,R1,R2组成有回差的施密特电路,上下门限受输入电压影响,C1和R3组成延时回路,如此形成振荡的脉宽受输入电压控制。
L297-L298芯片步进电机的单片机控制实现
L297/L298芯片步进电机的单片机控制实现
1 引言
步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机,这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步,所以又称脉冲电动机。
步进电动机把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。
在自动控制装置中作为执行元件。
每输入一个脉冲信号,步进电动机前进一步,故又称脉冲电动机。
步进电动机多用于数字式计算机的外部设备,以及打印机、绘图机和磁盘等装置。
在数字控制系统中具有精度高,运行可靠。
如采用位置检测和速度反馈,亦可实现闭环控制。
步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中,如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中,另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。
2 工作原理
由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件,它不能直接接到交直流电源上,而必须使用专用设备-步进电机控制驱动器典型步进电机控制系统如图1 所示:控制器可以发出脉冲频率从几赫兹到几十千赫兹可以连续变化的脉冲信号,它为环形分配器提供脉冲序列。
环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后,经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输人端,以驱动步进电机的转动。
环形分配器主要有两大类:一类是用计算机软件设计的方法实现环分器要求的功能,通常称软环形分配器。
另一类是用硬件构成的环形分配器,通常称为硬环形分配器。
图1 典型步进电机控制框图
3 硬件组成。
L297+L298步进电机控制
摘要摘要本文介绍了计算机通过单片机控制步进电机的系统。
在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。
步进电动机的突出优点是它可以在宽广的频率范围内,可以利用改变脉冲频率来实现调速,快速起停、正反转控制及制动等,并且由其组成的开环系统简单、廉价、可靠,因此在众多领域有着极其广泛的应用。
本设计重点研究了高性能步进电机驱动器及其控制系统。
该系统以微机作为上位机,AT89C 51单片机作为下位机。
下位机设定电机速度和方向,上位机对下位机的数据信号进行控制和备份。
通过单片机与微机的串口通讯,实现对步进电机的远距离实时监控。
使用软件代替环形分配器,完成了高效、节能的步进电机控制系统设计。
软件使用易于维护的模块化设计方法,并采取软、硬件抗干扰技术,提高了系统稳定性。
大量实验表明系统性能达到设计要求,最后对本次设计做出分析和总结。
经系统调试,能够很好的控制步进电机的正反转、加减速,从而达到预期目的。
整个系统具有结构简单、可靠性高、成本低和实用性强等特点,具有较高的通用性和应用推广价值。
关键词:计算机串行口MSComm 51单片机步进电机IAbstractAbstractThis paper, we introduces a stepper motor system which controlled by SCM. In the Electrical era today, Motor has been playing a very important role in the modernization of production and life. Stepper motor is a common used implementing agency in motor control. The principle is by switching the coil current and the order in its each phase to make a step-by-step rotary motor.The outstanding advantages of step motor are that it can realize speed regulation, quick startup and stop, positive-reverse control, brake and so on by changing the frequency of pulse. In addition, the open-loop system that consisted of the step motor is simple, cheap and reliability. Therefore its application is very extensive in many fields.Though system testing, it can be very convenient to control the stepper motor, such as acceleration , deceleration,exigency stop so as to achieve the desired objectives. The whole system is simple in structure with characteristics of high reliability, low cost and practicality which has a higher universal characteristic and the promotional and applied value.Keywords: computer MSComm Single-chip microprocessor Stepper motoII目录目录摘要 ····································································································错误!未定义书签。
L298N步进电机驱动器使用说明
L298N电机驱动器使用说明兴创科技L298N是ST公司生产的一种高电压、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;额定功率25W。
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,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。
宝贝简介:一、尺寸:65mmX41mm X28mm二、主要芯片:L298N、光电耦合器三、工作电压:控制信号直流4.5~5.5V;驱动电机电压5~30V四、可驱动直流(5~30V之间电压的电机)五、最大输出电流2A (瞬间峰值电流3A)六、最大输出功率25W七、特点:1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速(可使用PWM信号对直流电机调速)8、可实现正反转9、采用光电隔离实例一:步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
一、步进电机最大特点是:1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源) 三、基本原理作用如下:步进电机控制:将IN1,IN2和IN3,IN4两对引脚分别接入单片机的某个端口,输出连续的脉冲信号。
L298N步进电机驱动器使用说明
L298N电机驱动器使用说明兴创科技是ST公司生产的一种高电压、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;额定功率25W。
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,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。
宝贝简介:一、尺寸:65mmX41mm X28mm二、主要芯片:L298N、光电耦合器三、工作电压:控制信号直流~;驱动电机电压5~30V四、可驱动直流(5~30V之间电压的电机)五、最大输出电流2A (瞬间峰值电流3A)六、最大输出功率25W七、特点:1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速(可使用PWM信号对直流电机调速)8、可实现正反转9、采用光电隔离实例一:步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
一、步进电机最大特点是:1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源)三、基本原理作用如下:步进电机控制:将IN1,IN2和IN3,IN4两对引脚分别接入单片机的某个端口,输出连续的脉冲信号。
L298N步进电机驱动器使用说明
L298N电机驱动器使用说明兴创科技xchuangkj.taobao.L298N是ST公司生产的一种高电压、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;额定功率25W。
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,该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。
宝贝简介:一、尺寸:65mmX41mm X28mm二、主要芯片:L298N、光电耦合器三、工作电压:控制信号直流4.5~5.5V;驱动电机电压5~30V四、可驱动直流(5~30V之间电压的电机)五、最大输出电流2A (瞬间峰值电流3A)六、最大输出功率25W七、特点:1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速(可使用PWM信号对直流电机调速)8、可实现正反转9、采用光电隔离实例一:步进电机的控制实例步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。
步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
一、步进电机最大特点是:1、它是通过输入脉冲信号来进行控制的。
2、电机的总转动角度由输入脉冲数决定。
3、电机的转速由脉冲信号频率决定。
二、步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。
(或者其他信号源) 三、基本原理作用如下:步进电机控制:将IN1,IN2和IN3,IN4两对引脚分别接入单片机的某个端口,输出连续的脉冲信号。
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STC89C51单片机的特点
STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,是MCS-51系列单片机的派生产品;它们在指令系统中、硬件系统和片内资源与标准的8052单片机完全兼容,DIP-40封装系列与8051为pin-to-pin兼容,指令代码是与8051完全兼容的单片机。STC89C51单片机具有增强型12时钟/机器周期、6时钟机器/周期任意选择,工作电压为5.5V-3.4V<5V单片机)/3.8V-2.0V<5V单片机);工作频率范围:0-40MHZ,相当于普通8051的0-80MHZ。实际频率可达48MHZ。用户应用程序空间为4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节;片上集成1280字节/512字节RAM;有32/36个通用I/O口,P1/P2/P3/P4是准双向口;集成ISP<在系统可编程)/IPA<在应用可编程),无需专用的编程器/仿真器,可通过串行口<P3.0/P3.1)直接下载用户程序,8K程序3秒就可以完成一片,具备EEPROM功能,工作温度范围在0-750,共有3个16位定时器/计数器,其中定时器T0还可以当成2个8位定时器使用;封装形式有DIP-40,PLCC-44,PQFP-44等。RTCrpUDGiT
转向信号起作用的时刻
步进电机的位置控制
步进电机的位置控制是指要求电机从当前位置转过一个给定的步数。电机不丢步数这一控制的实际。就是要求精确地发出定量的步进脉冲,例如,机器人再现工作时的启动信号后,要走到示教时给出的初始作业位置,就是用到位置控制。不过不带加/减速控制,位置控制很容易实现的。将发给电机的脉冲,用计数器通道计数,到最后通过CPU停发脉冲就是了。但是这种不带加/减速的位置控制,除非速度特别低,否则会在起停时造成器械冲击、失步。图11示出了带加减速控制的速度曲线,此曲线、跟T轴间包含的面积正比于电机走过的步数S∑,显然,电机走过的总步数S∑由三部分构成:加速阶段电机走的步数向阶梯段电机走过的步数和减速阶段电机走的步数。eUts8ZQVRd
步进电机的步进原理
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。5PCzVD7HxA
窗体顶端
2008年12月17日
STC89C51单片机,L297和L298N驱动电路及步进电机的基本原理与功能
默认分类2008-12-11 14:43:53阅读8201评论6字号:大中小订阅
摘要:本设计首先介绍了STC89C51单片机,L297和L298N驱动电路及步进电机的基本原理与功能;其次,设计步进电机实现起停、转向、速度、位置变化的控制方案;再次,在这些器件功能与特点的基础上,拟出设计思路,构建系统的总体框架;最后利用PROTEL软件绘出电路图,同时写出设计系统的运行流程和相关程序。整个系统通过写入单片机中的程序分配好控制字的存储单元以及相应的内存地址赋值;启动系统后,从单片机的I/O口输出控制脉冲,经过L297、L298N驱动电路对脉冲进行处理,输出能直接控制步进电机的脉冲信号。在此基础上,重新分配I/O资源,同时增加驱动芯片L297、L298N的个数,在负载能力范围允许内,就能实现多台步进电机独立起停、转向、速度、位置变化的控制。p1EanqFDPw
位置控制速度曲线
系统的设计思路
本设计的目的是实现单片机能同时实现3台或3台以上步进电机的起/停、转向、加/减速和位置控制。在熟悉好各芯片的性能特点后,接下来就是分配好各芯片的控制任务。sQsAEJkW5T
步进电机起动及加/减速控制
速度控制中加/减控制是最基本的控制。电机由静止到达设定的最大的速度所需的时间是由调试决定的。加速度太大,电机甚至不能克服惯性而失步,加速度太少,则完成指定的运动耗费时间太多,LDAYtRyKfE
加速度有两中方案:线性加/减速度控制和等步距加/减速度控制。前者规定从加速度开始,每一加速度周期指令电机速度递增相同的增量△f;后者则是要求每一加速度周期电机走过相同的步数。等步距加/减速度控制的优点,在于加/减过程中电机走的步数可以非常精确的计算,这一点对于加/减的位置控制非常重要,但从电机要克服惯性力来看,线性加速方案好些。调试也方便。线性加/减控制曲线如下图:Zzz6ZB2Ltk
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ①步进脉冲信号CP
步进脉冲信号CP用于控制步进电机的位置与速度,也就是说:驱动器每接受一个CP脉冲就驱动步进电机一个旋转的步距角,CP脉冲的频率改变则会使步进电机的转速改变,控制CP脉冲的个数,则可以使步进电机精确定位。kavU42VRUs
②方向电平DIR
方向电平信号DIR用于控制步进电机的旋转方向,此端为高电平时,电机一个转向,此端为低电平时,电机转向另外一个方向,电机转相必须在电机停机后进行,并且换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP脉冲结束后以及下一个方向的第一个脉冲前发出。y6v3ALoS89
③脱机电平信号FREE
当驱动器上电后,步进电机处于锁定状态<未施加CP脉冲时)或者运行状态<施加CP脉冲时),但当用户想手动调整电机而又不想关闭驱动器电源,这时就可以用到此信号,当此信号起作用时<低电平有效),电机处于自由无力矩状态,当此信号为高电平时或悬空不接时,取消脱机状态。此信号用户可选用,如果不需要此功能,此端不接即可。M2ub6vSTnP
线性加速控制曲线
f=(f2-f1>/n,其中n为加速过程的台阶数,减速控制也类似,只是△f为负值。
步进电动机的最高起动频率<突跳频率)一般为0.1KHz到3-4KHz,而最高运行频率则可以达到N*102 KHz。以超过最高起动频率的频率直接起动,将出现"失步"现象,甚至无法起动。较为理想的起动曲线,应是按指数规律起动。但实际应用对起动段的处理可采用直线拟合的方法,即"阶梯升速法"。可按两种情况处理,①已知突跳频率则按突跳频率分段起动,分段数n=f/fq。②未知突跳频率,则按段拟合至给定的起动频率,每段频率的递增量<后称阶梯频率)△f=f/8,即采用8段拟合。在运行控制过程中,将起始的速度<频率)分为n分作为阶梯频率,采用"阶梯升速法"将速度连续升到所需要的速度,然后锁定,按预置的曲线运行。如<图9)所示。dvzfvkwMI1
②保证控制速度的精确性;要从一个速度准确达到另外一个速度,就要建立一个校验机制,以防超过或未达到所需速度。SixE2yXPq5
阶梯升速起动
步进电机的换向控制
一般来说,驱动器的输入共有3路,它们是:步进脉冲信号CP、方向电平DIR、脱机信号FREE。它们在驱动器内部分别通过限流电阻接入光藕的负输入端,且电路形式完全相同,在这三路输入信号的共同的控制下,驱动器将输入合适的电流来控制步进电机完成指定的操作。另外,驱动器一般有一个接入端OPTO,该端口为三路信号的公共正端。三路输入信号在驱动器内部接成共阳方式,所以OPTO端须接外部系统的VCC,并在需要的情况下加限流电阻R,保证驱动器内部光藕提供合适的驱动电流。6ewMyirQFL
步进电机换向时,一定要在电机降速停止或降到突跳频率范围之内再换向,以免产生较大的冲击而损坏电机。换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP脉冲结束后以及下一个方向的第一个CP脉冲前发出。如(图10>所示。对于CP脉冲的设计主要要求其有一定的脉冲宽度<一般不小于5μs)、脉冲序列的均匀度及高低电平方式。在某一高速下的正、反向切换实质包含了降速→换向→升速三个过程。0YujCfmUCw
L297L298N驱动电路步进电机基本原理功能
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①速度转换时间应尽量短;为了缩短速度转换的时间,可以采用建立数据表的方法。结合各曲线段的频率和各段间的阶梯频率便可以建立一个连续的数据表,并通过转换程序将其转换为定时初值表。通过在不同的阶段调用相应的定时初值,控制电机的运行。定时初值的计算是在定时中断外实现的,并不占用中断时间,保证电机的高速运行。EmxvxOtOco
关键字:STC89C51单片机;L297。L298N。步进电机
前言
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机。目前,数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展,推动了步进电机的发展。本设计针对目前各个领域对自动化的需要,采用STC89C51单片机与L297,L298N驱动芯片驱动多台步进电机同时独立工作,将它应用于各种复杂的控制领域,能使许多半自动控制的系统完全成为真正的全自动,特别是用在机器人等领域,能极大的提高生产力和降低劳动强度。由于步进电机具有快速启动、精确步进和定位等特点,因而在数控机床,绘图仪,打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。DXDiTa9E3d