步进电机调速系统的设计与实现

目录

摘要 (1)

ABSTRACT (2)

第1章绪论 (1)

1.1课题研究的目的和意义 (1)

1.2国内外研究概况 (1)

(2)

第2章步进电机系统设计方案 (2)

2.1步进电机的概述 (2)

2.2步进电机的驱动方式论证 (3)

2.3 步进电机运行控制 (6)

第3章系统硬件设计 (9)

3.1主控芯片介绍 (9)

3.2驱动电路 (11)

(12)

3.4显示电路设计 (12)

3.5按键设计 (13)

第4章系统软件设计 (13)

4.1主程序设计 (13)

4.2按键子程序 (15)

第5章系统仿真与调试 (15)

5.1系统的仿真 (15)

5.2系统的调试 (16)

总结 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

附录 (18)

摘要

步进电机有启动快、步进精确、定位准等特点。随着现在自动化的需求，步进电机的应用已经非常广泛，在现在的自动化工厂中，起着重要的作用。

利用Proteus软件，进行电路的搭建和仿真。以单片机为核心通过连接外围电路组成控制步进电机调速的控制系统，通过方向信号，改变步进电机的旋转方向，调节频率，从而改变速度。本文通过介绍驱动电路，从中选择驱动方式，从而实现步进电机的细分驱动功能，确定步进电机的运行方式，并详细介绍了细分驱动电流的计算方法，细分能使步进电机的运行更稳定可靠，减少运行噪音。其中驱动电路的核心是以TB6560AHQ芯片搭建的电路，转速能达到五个级别的调速范围，最高转速能达到500多转。最后进行仿真，然后画出相对应的PCB板进行焊接，完成相应的实物。整个设计思路还是比较简单，操作容易，成本也比较低。

关键词：步进电机；单片机；细分驱动

ABSTRACT

The step motor has the characteristics of starting fast, stepping in precise and positioning, and the application of stepping motor is very extensive with the demand of automation. It plays an important role in today's automated factories.

This article USES Proteus software to build and simulate circuits. With the single chip processor as the core by connecting the peripheral circuit, control system, through the direction of the signal, adjust the electricity order of stepper motor windings, and transform the direction of rotation of the stepper motor. The purpose of controlling the speed of the motor is achieved by controlling the speed of the frequency. By driving circuit, also can achieve the function of stepping motor subdivision driver, this paper also introduces in detail the calculation method of subdivision drive current, segmentation can make step motor running more stable and reliable, greatly reducing the noise. The core of the drive circuit is the circuit of the TB6560AHQ chip, which can speed up to five levels, and the maximum speed can reach over 500. Finally, the PCB board is drawn and the corresponding material is completed. In comparison, the whole design idea is simple, easy to operate and low cost.

Key words: stepper motor, mcu, subdivided driving

第1章绪论

步进电机有很多其他电机所没有的功能，现在已经是全球的第三类的电机了，是人类进入自动化过程中重要的东西，而随着现在电子计算机方面的发展，其控制的方式方法也越来越多。

1.1课题研究的目的和意义

研究的目的，现在步进电机已经成为第三类电动机，虽然现在生产步进电机的厂家有很多，但是现在关于用好步进电机的方案，基本还都是处于仿制外国的阶段，控制系统还比较复杂，所需要用到的知识还很多，所以要想用好步进电机还是很不容易的[1]。

研究的意义，步进电机和其它电机性能和功能都有很大的区别。步进电机有启动快、步进精确、精准定位的特点。随着现在自动化的发展，步进电机的应用也是越来越多，在很多机器仪器中，都有它的存在，特别是在一些高端精密的仪器中，更是离不开它，所以研究好步进电机还是很有用处的。

1.2国内外研究概况

步进电机已经存在了一百多年，最早出现的步进电机，是由英国人发明的。当时的电子技术还不是很高，控制太复杂，所以步进电机的发展受到了很大的限制，基本只是出现了原理，实际应用起来确实很麻烦。而步进电机的发展是从50年代之后，驱动电路得到很大的发展，才开始大规模的发展，我国是从70年之后才开始引入[2]。而且随着现在工业的发展，在数字电路、电力电子和永磁材料的高速发展下，更是促进了步进电机性能的提高，驱动更是得到快速的发展，步进电机的功能也是得到很大的进步。80年代后，混合的步进电机已现，使性能和功能更加强大，很快就得到了成长和利用。也是从这个时候开始，步进电机开始了大规模的应用，在打印机、扫描机、机器人、传真等方面都有它的用处[3]。

步进电机输入一个脉冲，就走一定角度，因此可以通过去控制走多少步，来达到精准定位。因为电机是通过输入脉冲，来确定是否旋转，所以能快速停止和启动，而旋转速度，还可以通过控制脉冲频率大小去改变。而且它的体积还比较小，控制