四相步进电机控制系统设计资料讲解

合集下载

四相步进电机原理图

四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。

1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：a. 单四拍b. 双四拍c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。

使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

图中L1为步进电机的一相绕组。

AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。

四相单四拍步进电机控制系统设计

本次课程设计通过键盘控制四相电动机的起动，单四拍、双四拍、四相八拍三种
工作方式及正反转的选择。并通过七段数码管显示剩余工作步数。从而达到手动控制与直观显示的结合。
本系统应用芯片8255，LED显示单元，键盘模拟控制键，四相步进电动机及其驱动电路，接线较为简单。软件编程采用的是汇编语言，程序中包括主程序，显示子程序，延时子程序。
查阅资料，确定设计方案
设计硬件电路
画出流程图，编写控制程序
撰写课程设计说明书
课程设计答辩
系主任审查意见：
签字：
年月日
步进电动机是一种将电脉冲信号转换相应的角位移的特种电动机。是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。步进电动机具有快速起动能力，而且精度高，在数字控制系统中可以直接接受来自计算机的数字信号，不需要进行数/模转换，所以步进电动机在定位场合得到了广泛应用。
课程设计地点:
指导教师:
系主任:
下达任务书日期:2011年12月26日
课程设计任务书
1．设计目的：
设计一个计算机步进电机程序控制系统，可以对步进电机的转速、转向以及位置进行控制。通过设计，掌握步进电机的工作原理、掌握步进电机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
（1）选择步进电机，设计接口电路和驱动电路，对步进电机进行控制。
（2）选择控制算法，编写控制程序，实现四相步进电机在单四拍工作方式下先正转90度，然后再反转60度，要求其速度可调，转向可控。
（3）写出设计说明书。
3.设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）：
（1）查阅资料，确定设计方案
系统硬件设计

(整理)四相步进电机原理图.

四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。

1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c 所示：a. 单四拍b. 双四 c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。

使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

图中L1为步进电机的一相绕组。

AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。

四相步进电机驱动程序及工作原理

四相步进电机驱动程序及工作原理1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极与转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就与C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就与D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线与1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿与C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿与A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就与A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：驱动电路：程序：大家对照一下程序就知道，本程序采用了八拍工作方式**项目：步进电机正反转（EE01学习板演示程序）**一线工人**网站：电子工程师之家#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar codeFFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};uchar code REV[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1};/* 延时t毫秒/* 11.0592MHz时钟，延时约1msvoid delay(uint t)uint k;while(t--)for(k=0; k<123; k++)/*步进电机正转void motor_ffw(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = FFW; //取数据delay(15); //调节转速/*步进电机反转void motor_rev(uint n)uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转1×n圈for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度P0 = REV; //取数据delay(15); //调节转速* 主程序main()while(1)motor_ffw(5); //电机正转delay(1000); //换向延时motor_rev(5); //电机反转delay(1000); //换向延时。

四相步进电机控制系统设计

《单片机课程设计》设计报告设计题目：四相步进电机控制系统设计系专别：业：自动化工程系测控技术与仪器班级学号：5091016姓名：李建华指导教师：吕江涛张宝健设计时间：2011/12/29目录1 概述 (1)2 四项步进电机 (2)2.1 步进电机 (2)2.2 步进电机的控制 (2)2.3 步进电机的工作过程 (2)3 电路图设计 (4)3.1 AT89S52概述 (4)3.2 3.3 3.4 3.5最小系统 (4)复位电路 (5)拨码电路 (5)电机驱动电路 (6)4 程序设计 (7)4.1 4.2 4.3主程序框图 (7)步进电机速度控制程序框图 (8)拨码开关输入程序框图 (10)5 总结 (11)5.1 心得 (11)5.2 收获 (11)附录一附录二源程序 (12)电路原理图 (15)1 概述本实验旨在通过控制 AT89S52 芯片，实现对四相步进电机的转动控制。

具体功能主要是控制电机正转、反转、加速与减速。

具体工作过程是：给试验箱上电后，拨动启动开关，步进电机按照预先设置的转速和转动方式转动。

调整正反转按钮，步进电机实现正反转切换；拨动加速开关，步进电机转速加快，速度达到最大值，不再加速；拨动减速开关时，电机减速转动，速度减到最小速度，停止减速。

系统控制框图实验具体用到的仪器：AT89S52(试验箱上为 89C58)芯片、拨码开关单元、四项步进电机等硬件设备。

实验具体电路单元有：单片机最小系统、步进电机连接电路、拨码开关连接电路。

步进电机（驱动）AT89S52 单片机独立按键键盘2 四项步进电机2.1 步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

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。

2.2 步进电机的共组原理2.2 步进电机的控制1.换相顺序控制：通电换相这一过程称为脉冲分配。

四相步进电机驱动电路及驱动程序设计

四相步进电机驱动电路及驱动程序设计我们用一个单片机控制多个步进电机指挥跳舞机器人的双肩、双肘和双脚伴着音乐做出各种协调舒缓充满感情的动作，荣获一等奖。

电路采用74373锁存，74LS244和ULN2003作电压和电流驱动，单片机（Atc52）作脉冲序列信号发生器。

程序设计基于中断服务和总线分时利用方式，实时更新各个电机的速度、方向。

整个舞蹈由运动数据所决定的一截截动作无缝连接而成。

本文主要介绍一下这个机器人的四相五线制步进电机驱动电路及程序设计.1、步进电机简介步进电机根据内部线圈个数不同分为二相制、三相制、四相制等。

本文以四相制为例介绍其内部结构。

图1为四相五线制步进电机内部结构示意图。

2、四相五线制步进电机的驱动电路电路主要由单片机工作外围电路、信号锁存和放大电路组成。

我们利用了单片机的I/O端口，通过74373锁存，由74LS244驱动，ULN2003对信号进行放大。

8个电机共用4bit I/O端口作为数据总线，向电机传送步进脉冲。

每个电机分配1bit的I/O端口用作74373锁存信号，锁存步进电机四相脉冲，经ULN2003放大到12V驱动电机运转。

电路原理图（部分）如图2所示。

（1）Intel 8051系列单片机是一种8位的嵌入式控制器，可寻址64K字节，共有32个可编程双向I/O口，分别称为P0～P3。

该系列单片机上集成8K的ROM，128字节RAM可供使用。

（2）74LS244为三态控制芯片，目的是使单片机足以驱动ULN2003。

ULN2003是常用的达林顿管阵列，工作电压是12V，可以提供足够的电流以驱动步进电机。

关于这些芯片的详细介绍可参见它们各自的数据手册。

（3）74373是电平控制锁存器，它可使多个步进电机共用一组数据总线。

我们用P1.0～P1.7作为8个电机的锁存信号输出端，见表1。

这是一种基于总线分时复用的方式，以动态扫描的方式来发送控制信号，这和高级操作系统里的多任务进程调度的思想一致。

四相步进电机控制报告

吉林化工学院课程设计说明书
四相步进电机控制
FourPhaseSteppingMotorControl
学生学号：
学生姓名：
专业班级：电信0802
指导教师：
起止日期：2011.03.28～2011.04.15
吉林化工学院
Jilin Institute of Chemical Technology
课程设计任务书
一、设计题目四相步进电机控制
二、设计目的
1、掌握步进电机控制方法；
2、掌握A/D转换原理；
3、掌握ADC0809、L298、TLP521-4等应用；
4、初步掌握用电路图软件绘制电路原理图方法。
三、设计任务及要求
（一）基本要求
1、熟悉A/D转换、数码管动态显示、步进电机控制电路
2、熟悉并说明所用芯片功能
第2章步进电机
2.1
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。
CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
REF（+）、REF（-）：基准电压。
Vcc：电源，单一＋5V。
GND：地。
3.2.4
首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

(整理)四相步进电机原理图

四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。

1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

图中L1为步进电机的一相绕组。

AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。

说明书范例--四相步进电动机PLC控制

1任务分析1.1分析控制对象四相步进电动机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。

步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数（脉冲频率）成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。

所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。

步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式改变，都在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。

1.2四相步进电机的控制要求四相的控制要求如下：○1能对四相步进电动机的转速进行控制；○2可实现对四相步进电动机的正反转控制；○3能对四相步进电动机的步数进行控制；2方案设计在步进电动机控制系统中，步进电动机作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差的特点，广泛应用于各种控制中，其控制主要有开环、半闭环、闭环控制。

方案一：开环控制系统图2.1 开环步进电动机控制系统框图开环控制系统没有使用位置、速度检测装置及反馈装置，因此具有结构简单、使用方便、可靠性高、制造成本低等优点。

另外，步进电动机受控于脉冲量，它比直流电机或交流电机组成的开环精度高，适用于精度要求不太高的机电一体化伺服传动系统。

方案二：半闭环控制系统图2.2 半闭环步进电动机控制系统框图半闭环控制系统调试比较方便，并且具有很好的稳定性，不过精度不太高，较少使用。

方案三：闭环控制系统图2.3 闭环步进电动机控制系统框图闭环控制系统定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。

综合三种方案，根据步进电动机的特点，从制造成本与系统结构复杂程度考虑，本设计采用方案一，在开环控制系统中，用PLC控制四相步进电动机。

3 步进电动机的选择现在比较常用的步进电机包括反应式步进电动机，永磁性步进电动机，混合式步进电动机和单相式步进电动机。

永磁式步进电动机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电动机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。

写出四相八拍步进电机的控制模型

写出四相八拍步进电机的控制模型步进电机是一种常见的电动机，通过控制电流方向改变磁场来驱动转子运动。

四相八拍步进电机是其中一种类型，它包含四个相，每相有两个步进角度，总共有八拍。

在控制步进电机时需要了解其控制模型，以便准确控制其转动角度和速度。

步进电机的工作原理步进电机的运动是通过将电流施加到电机的不同相上，使得产生的磁场相互作用而形成驱动力，从而使转子运转。

对于四相八拍步进电机来说，控制每个相的电流能够实现准确的步进角度，从而控制电机的转动。

控制模型控制四相八拍步进电机的关键在于确定每个步进角度的电流控制。

一种常用的控制模型是利用微控制器或控制器来控制电机的电流输出。

通过适当的算法，可以实现精确的步进角度控制，从而控制电机的转动。

步进角度控制步进电机的每个步进角度由控制电流的波形决定。

在四相八拍步进电机中，可以通过改变每相的电流顺序和大小来控制电机的步进角度。

例如，按照ABCD的顺序控制每相电流，就可以实现电机的顺时针或逆时针转动，从而控制步进角度。

控制算法控制四相八拍步进电机的算法种类繁多，常见的有正弦曲线控制、脉冲信号控制等。

这些算法可以根据电机的具体应用需求进行选择，以实现最佳的电机控制效果。

通过合理选择和调整算法参数，可以实现步进电机的平稳转动和精确控制。

应用领域四相八拍步进电机广泛应用于打印机、CNC机床、自动化设备等领域。

在这些领域中，步进电机的精确控制和可靠性是非常重要的，只有准确地控制电机的步进角度，才能实现设备的高效运行和稳定性。

结语四相八拍步进电机的控制模型是实现电机精确控制的关键。

通过了解步进电机的工作原理、控制模型以及相应的控制算法，可以实现对电机转动角度和速度的精确定位和控制。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的控制方法，以确保步进电机的稳定运行和精准控制。

PLC的四相步进电机控制方法及实现

基于PLC的四相步进电机控制方法及实现#1步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。

步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。

所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序．便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。

步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变，都在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用2 PLC的特点及应用可编程序控制器fProgrammable Logic Controller)简称PLC，是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。

它具有可靠性高、环境适应性好、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等优点，因此迅速普及并成为当代工业自动化的支柱设备之一。

2.1高可靠性PLC所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离；各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms；各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源：具有良好的自诊断功能．一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大；简化编程语言，对信息进行保护和恢复．设置警戒时钟WDT；对程序和动态数据进行电池后备。

上述措施使PLC有高的可靠性。

而采用循环扫描工作方式也提高其抗干扰能力。

2.2通用性强、采用模块化结构各个PLC的生产厂家都有各种系列化产品和各种模块供用户选择。

用户可以根据控制对象的规模和控制要求，选择合适的PLC产品，组成所需要的控制系统。

在做应用设计时，一般不需要用户制作任何附加装置．从而能使设计工作简化。

为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外。

四相步进电机原理图及程序

四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。

1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

图中L1为步进电机的一相绕组。

AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。

四相双四拍步进电机控制系统设计解读

1引言本实验旨在通过控制AT89S52芯片，实现对四相步进电机的转动控制。

具体功能主要是控制电机正转、反转、加速与减速。

具体工作过程是：给试验箱上电后，拨动启动开关，步进电机按照预先设置的转速和转动方式转动。

89C58)芯片、拨码开关单元、四项步进电机等硬件设备。

实验具体电路单元有：单片机最小系统、步进电机连接电路、拨码开关连接电路。

2四项步进电机2.1 步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

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。

2.2 步进电机的共组原理2.2步进电机的控制1.换相顺序控制：通电换相这一过程称为脉冲分配。

例如：混合式步进电机的工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。

2.控制步进电机的转向控制：如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

3.控制步进电机的速度控制：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。

2.3步进电机的工作过程开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机原理图及其驱动器的软硬件设计

四相步进电机原理图及其驱动器的软硬件设计四相步进电机由两部分组成：电机本体和电机驱动器。

电机本体通常由两个固定部分组成：定子和转子。

定子由若干线圈组成，每个线圈与不同的相位电源相连接，分别称为A、B、C、D相。

转子由永磁体组成，并根据电机驱动器发出的脉冲信号进行定位。

原理图如下所示：电机驱动器软件设计：电机驱动器是通过控制电机的相序，将电流加到相应的线圈上，从而控制电机转动。

软件设计主要涉及到相序控制和脉冲信号的产生。

相序控制：根据电机的不同转速要求，通过改变相序可以控制电机的转速和转向。

相序控制可以通过编程实现，例如使用微控制器或可编程逻辑器件（FPGA）来控制电机的相序。

脉冲信号生成：脉冲信号是产生相序控制的关键，在驱动器中通常使用计数器来产生脉冲信号。

可以通过编程设置计数器的计数范围和计数速度，从而生成不同频率和占空比的脉冲信号。

电机驱动器硬件设计：电机驱动器的硬件设计包括电源供应、驱动器电路和保护电路。

电源供应：电机驱动器需要为电机提供稳定的电源电压和电流。

可以使用变压器和整流电路提供直流电源，也可以使用开关电源进行电源转换和稳压稳流。

驱动器电路：驱动器电路主要包括功率放大电路和控制逻辑电路。

功率放大电路负责驱动电机的线圈，通常使用功率晶体管、功率MOS管或功率集成电路来实现。

控制逻辑电路负责接收脉冲信号并产生相序控制信号，可以使用逻辑门电路和触发器电路来实现。

保护电路：保护电路用于保护电机和驱动器免受过压、过流等异常情况的损害。

常见的保护电路包括过压保护、过流保护和过热保护等。

综上所述，四相步进电机的驱动器软、硬件设计涉及到相序控制、脉冲信号生成、电源供应、驱动器电路和保护电路等内容，通过合理的设计和控制可以实现对电机的精确控制和驱动。

四相步进电机控制系统设计资料讲解

第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：背光源正极。
第16脚：背光源负极。
4电路图设计
4.1STC89C52概述
4.2最小系统
单片机最小系统或者称为最小应用系统，就是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对52系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、复位电路、晶振电路。
4.3复位电路
复位电路采用手动复位和上电自动复位。
上电自动复位：在单片机上电的瞬间，RC电路充电，由于电容上电电压不能突变，所以RST引脚出现高电平，RST引脚出现的高电平将会随着对电容C的充电过程而逐渐回落。
3.控制步进电机的速度控制：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。
2.3步进电机的驱动模块
ABCD四相工作指示灯指示四相五线步进电机的工作状态
2.4步进电机的工作过程
开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机控制电路设计与制作

开放性实验设计（论文）完成日期2015 年 5 月 5 日题目四相步进电机控制电路的设计与制作姓名伍玉鑫、王钊教学院系电气信息学院专业年级电气工程及其自动化2012级指导教师单位西南石油大学Southwest Petroleum UniversityGraduation ThesisDesign and fabrication of four stepper motor control circuitSchool of Electrical Engineering and Information2015-5-5Grade : 2012Name : Wu yuxin Wang zhaoInstructor: Jin tao目录摘要 (4)1 课程设计任务和要求 (6)1.1课程设计任务 (6)1.2课程任务要求 (6)4.四相步进电机的工作性能可靠，电路设计简单. (6)2 课程设计的方案比较及选择 (6)2.1 步进电机驱动方案选择 (7)2.2 LED显示方案选择 (7)2.3 控制状态的读取 (7)3 控制系统的工作原理 (7)3.1 四相步进电机控制工作原理 (7)3.2 控制系统的设计思路 (9)3.3 控制系统的整体框图 (9)4 控制系统的硬件设计 (10)4.1 总体的硬件设计 (10)4.2 四相步进电机控制电路 (11)4.3 LED显示电路 (12)5控制系统的软件设计 (13)5.1 总体的软件设计 (13)5.2 系统关键模块设计 (17)6 系统仿真结果 (20)6.1 四相步进电机四种工作方式 (20)6.2 相步进电机启动和停止 (22)6.3 四相步进电机正转和反转 (22)6.4 四相步进电机速度控制 (23)心得体会 (25)参考文献 (26)附录1：总电路图 (27)附录2：源程序 (28)摘要本次计算机控制技术课程设计的题目是：四相步进电机控制系统的设计。

四相单四拍步进电机控制系统设计

计算机控制综合实验课程设计说明书学生姓名:学号：学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化题目: 四相单四拍步进电机控制系统设计指导老师职称2011 年12 月26 日课程设计任务书11/12学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：课程设计题目：四相单四拍步进电机控制系统设计起迄日期: 2011年12 月26日~2012年1 月6日课程设计地点:指导教师:系主任:下达任务书日期: 2011 年 12 月 26日1．设计目的：设计一个计算机步进电机程序控制系统，可以对步进电机的转速、转向以及位置进行控制。

通过设计，掌握步进电机的工作原理、掌握步进电机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。

2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）选择步进电机，设计接口电路和驱动电路，对步进电机进行控制。

（2）选择控制算法，编写控制程序，实现四相步进电机在单四拍工作方式下先正转90度，然后再反转60度，要求其速度可调，转向可控。

（3）写出设计说明书。

3. 设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）：（1）查阅资料，确定设计方案（2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图（3）画出流程图，编写控制程序（4）撰写课程设计说明书4．主要参考文献：1 张艳兵，王忠庆。

计算机控制技术。

国防工业出版社2 顾德英，张健，马淑华.计算机控制技术【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006.3 华张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006.成英，4张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006.5.设计成果形式及要求：课程设计说明书1份原理图和PCB图各1份程序清单1份6．工作计划及进度：起迄日期工作内容11年12月26日~ 12月27 日 12月 28日~ 12月31日12年1月2日~ 1月3 日1月 3日~ 1月4 日1月 5日~ 1月6 日查阅资料，确定设计方案设计硬件电路画出流程图，编写控制程序撰写课程设计说明书课程设计答辩系主任审查意见：签字：年月日目录1 系统概述............................................................................... 错误！未定义书签。