步进电机驱动程序(用定时的方式来控制步进电机)

步进电机驱动程序(用定时的方式来控制步进电机)
步进电机驱动程序(用定时的方式来控制步进电机)

#include

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit PUL = P1^0; //脉冲输入端

sbit DIR = P1^1; //方向控制端

sbit ENBL = P1^2; //使能端

uint num;

/*xms*1ms毫秒延时函数*/

void delay(uint xms)

{ uint a,b;

for(a=xms;a>0;a--)

for(b=110;b>0;b--);

}

void init()

{

TMOD|= 0x01; //设置定时器0为工作方式1,16为定时器/计数器

TL0 = (65535-10)%256; //设置定时初值

TH0 = (65535-10)/256; //设置定时初值

ET0 = 1; //开启定时器0中断

TR0 = 1; //关闭定时器0

EA = 1;

}

void main()

{

init();

DIR = 1;

ENBL = 1;

while(1)

{if(num==12800)

{

DIR=~DIR;

num=0;

TR0=0;

delay(1000);

TR0=1;

}

}

}

/*定时器0中断服务函数*/

void T0_timer() interrupt 1

{

TL0 = (65535-10)%256; //设置定时初值

TH0 = (65535-10)/256; //设置定时初值// TL0 = 0xEE; //设置定时初值

// TH0 = 0xFF;

PUL = ~PUL;

num++;

}

使能端打开,电机处于工作状态

输出的脉冲数计数

//使能端关闭,电机处于停止工作状态

初始化定时器1

禁止所有中断

预加时间timer

256分频

启用定时器溢出中断

允许所有中断

常规中断服务

预加载timer

异或运算

计算方式65536-16000000/256/20HZ=62411

步进电机控制实验

步进电机控制实验 一、实验目的: 了解步进电机工作原理,掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法,熟悉步进电机驱动程序的设计与调试,提高单片机应用系统设计和调试水平。 二、实验容: 编写并调试出一个实验程序按下图所示控制步进电机旋转: 三、工作原理: 步进电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一,例如在机械装置中可以用丝杠把角度变为直线位移,也可以用步进电机带螺旋电位器,调节电压或电流,从而实现对执行机构的控制。步进电机可以直接接收数字信号,不必进行数模转换,用起来非常方便。步进电机还具有快速启停、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。 步进电机实际上是一个数字/角度转换器,三相步进电机的结构原理如图所示。从图中可以看出,电机的定子上有六个等分磁极,A、A′、B、B′、C、C ′,相邻的两个磁极之间夹角为60o,相对的两个磁极组成一相(A-A′,B-B′,C-C′),当某一绕组有电流通过时,该绕组相应的两个磁极形成N极和S极,每个磁极上各有五个均匀分布矩形小齿,电机的转子上有40个矩形小齿均匀地分布的圆周上,相邻两个齿之间夹角为9°。 当某一相绕组通电时,对应的磁极就产生磁场,并与转子形成磁路,如果这时定子的小齿和转子的小齿没有对齐,则在磁场的作用下,转子将转动一定的角度,使转子和定子的齿相互对齐。由此可见,错齿是促使步进电机旋转的原因。 三相步进电机结构示意图 例如在三相三拍控制方式中,若A相通电,B、C相都不通电,在磁场作用下使转子齿和A相的定子齿对齐,我们以此作为初始状态。设与A相磁极中心线对齐的转子的齿为0

步进电机控制速度的方法

步进电机只能够由数字信号控制运行的,当脉冲提供给驱动器时,在过于短的时间里,控制系统发出的脉冲数太多,也就是脉冲频率过高,将导致步进电机堵转。要解决这个问题,必须采用加减速的办法。就是说,在步进电机起步时,要给逐渐升高的脉冲频率,减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。 步进电机转速度是根据输入的脉冲信号的变化来改变的,从理论上讲,给驱动器一个脉冲,步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。实际上,如果脉冲信号变化太快,步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用,转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化,将导致堵转和丢步。 所以步进电机在高速启动时,需要采用脉冲频率升速的方法,在停止时也要有降速过程,以保证实现步进电机精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。以加速实例加以说明:加速过程是由基础频率(低于步进电机的直接起动最高频率)与跳变频率(逐渐加快的频率)组成加速曲线(降速过程反之)。跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率,此频率不能太大,否则会产生堵转和丢步。 步电机系统解决方案

加减速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线,当然也可采用直线或正弦曲线等。使用单片机或者PLC,都能够实现加减速控制。对于不同负载、不同转速,需要选择合适的基础频率与跳变频率,才能够达到最佳控制效果。指数曲线,在软件编程中,先算好时间常数存贮在计算机存贮器内,工作时指向选取。通常,完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间,对绝大多数步进电机来说,就会难以实现步进电机的高速旋转。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年,是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作,结合本公司专家团队多年的客户服务经验,给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。根据客户配套需要,我们还可以 步电机系统解决方案

步进电机可编程驱动控制器设计资料及例程

步进电机可编程驱动控制器 【简要说明】 一、尺寸:长88mmX宽68mmX高35mm 二、主要芯片:AT89S52单片机、L298NL、298N(支持AT89S52编程) 三、工作电压:输入电压(5V~30V)输入电压的大小由被控制电机的额定电压决定。 四、可驱动直流(5~30V之间电压的直流电机或者步进电机) 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、转速、转向、工作方式可根据程序灵活控制 6、可单独控制一台步进电机 7、根据需要自己编程可以灵活控制步进电机,实现多种功能; 8、可实现正反转 9、采用光电隔离 10、单片机P3口已用排针引出,可以方便使用者连接控制更多外围设备。 11、四位LED灯指示 12、四位按键输入(可以对AT89S52单片机编程实现任何控制) 13、核心控制芯片采用市场上最常用的AT89S52单片机,支持STC89C52单片机,控制方式简单,只需控制IO口电平即可!

14、采用独立编码芯片L297,不用在单片机程序里编程复杂的逻辑代码和占用单片机资源。 15、设计有程序下载口,可以实时编程实时调试。 16、芯片都安装在对应的管座上,可以随时更换芯片。 17、外部连线采用旋转压接端子,使接线更牢固。 18、四周有固定安装孔。 产品最大特点:可以对AT89S52单片机编程实现任意控制被控的直流电机或者步进电机。 适用场合:单片机学习、电子竞赛、产品开发、毕业设计。。。 注意啦:本产品提供例程(附带原理图以及说明!) 【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:

步进电动机控制方法

<<技能大赛自动线的安装与调试>>项目二等奖 心得二 心得二:步进电机的控制方法 我带队参加《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目,我院选手和其他院校的三位选手组成了天津代表队,我院选手所在队获得了《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目二等奖,为天津市代表队争得了荣誉,也为我院争得了荣誉。以下是我这个作为教练参加大赛的心得二:步进电机的控制方法 《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目的主要内容包括如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。但其中最为重要的就是PLC方面的知识,而PLC中最重要就是组网和步进电机的位置控制。 一、 S7-200 PLC 的脉冲输出功能 1、概述 S7-200 有两个置PTO/PWM 发生器,用以建立高速脉冲串(PTO)或脉宽调节(PWM)信号波形。 当组态一个输出为PTO 操作时,生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电 机的速度和位置的开环控制。置PTO 功能提供了脉冲串输出,脉冲周期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC内置I/O 提供方向和限位控制。 为了简化用户应用程序中位控功能的使用,STEP7--Micro/WIN 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM,PTO 或位控模块的组态。向导可以生成位置指令,用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。 2、开环位控用于步进电机或伺服电机的基本信息 借助位控向导组态PTO 输出时,需要用户提供一些基本信息,逐项介绍如下: ⑴最大速度(MAX_SPEED)和启动/停止速度(SS_SPEED) 图1是这2 个概念的示意图。 MAX_SPEED 是允许的操作速度的最大值,它应在电机力矩能力的范围。驱动负载所需的力矩由摩擦力、惯性以及加速/减速时间决定。

步进电机控制电路

北京工业大学电子课程设计报告 (数电部分) 题目:步进电机

目录 一、设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 二、设计任务和设计要求 1.设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.设计技术指标及设计要求----------------------------------------------------------------------------3 三、电路设计------------------------------------------------------------------------------------------------4 1.脉冲发生电路-------------------------------------------------------------------------------------------4 2.环形脉冲分配电路-------------------------------------------------------------------------------------5 3.控制电路-------------------------------------------------------------------------------------------------6 4.驱动电路-----------------------------------------------------------------------------------------------10 5.步进电机-----------------------------------------------------------------------------------------------11 四、电路的组装和调试------------------------------------------------------------------------------------12 1.电路的组装----------------------------------------------------------------------------------------------12 2.电路的调试----------------------------------------------------------------------------------------------13 五、收获和体会---------------------------------------------------------------------------------------------14 六、附录------------------------------------------------------------------------------------------------------15 1.列表-------------------------------------------------------------------------------------------------------15 2.参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------15 3.部分芯片管脚图----------------------------------------------------------------------------------------16

三相双三拍步进电机控制系统设计要点

摘要 进步电机是几点数字控制系统中常用的控制元件之一。由于其精度高,体积小,控制方便灵活,因此在智能仪表和位置中得到广泛的应用。 步进电机是机电控制中一种常见的执行机构。步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良,使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中,我们很容易发现步进电机的踪迹,尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。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。他易于实现与计算机或其他数字元件接口,适用于数字控制系统。

1 课程设计任务和要求 课程设计任务 设计一个三相步进电机控制系统,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。 要求完成的主要任务: (1)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,实现三相步进电机在双三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。 课程任务要求 (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 2 步进电机的概述 2.1 步进电机的特点 1)一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。 2)步进电机外表允许的温度高。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 3)步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。 4)步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的

(整理)二相步进电机驱动.

电机驱动器使用说明书 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。 简要说明: 一、尺寸:80mmX45mm 二、主要芯片:L298N、光电耦合器 三、工作电压:控制信号直流5V;电机电压直流3V~46V(建议使用36伏以下) 四、最大工作电流:2.5A 五、额定功率:25W 特点:1、具有信号指示。 2、转速可调 3、抗干扰能力强 4、具有过电压和过电流保护 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 8、可实现正反转

9、采用光电隔离 六、有详细使用说明书 七、提供相关软件 八、提供例程及其学习资料 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) 如图:按CTRL并点击(L298N驱动器与直流电机接线图) 三、基本原理作用如下: 两相四拍工作模式时序图:

三相步进电机原理与控制方法资料(精)

本模块由45BC340C型步进电机及其驱动电路组成。 (一步进电机: 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。每输入一个脉冲信号,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。

模块中用到的45BC340型步进电机为三相反应式步进电机,下面介绍它单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。 1、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。 图2 单三拍通电方式时转子的位置 2、六拍通电方式的基本原理 设A相首先通电,转子齿与定子A、A′对齐(图3a。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力,使转子顺时针方向转动,但是A、A′极继续拉住齿1、3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图3b所示,即转子从图(a位置顺时针转过了15°。接着A相断电,B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐(图c,转子从图(b的位置又转过了15°。

步进电机控制方法

第四节 步进电机的控制与驱动 步进电机的控制与驱动流程如图4-11所示。主要包括脉冲信号发生器、环形脉冲分配器和功率驱动电路三大部分。 步进脉冲 方向电平 图4-11 步进电机的控制驱动流程 二、步进电机的脉冲分配 环形分配器是步进电机驱动系统中的一个重要组成部分,环形分配器通常分为硬环分和软环分两种。硬环分由数字逻辑电路构成,一般放在驱动器的内部,硬环分的优点是分配脉冲速度快,不占用CPU的时间,缺点是不易实现变拍驱动,增加的硬件电路降低了驱动器的可靠性;软环分由控制系统用软件编程来实现,易于实现变拍驱动,节省了硬件电路,提高了系统的可靠性。 1.采用硬环分时的脉冲分配 采用硬环分时,步进电机的通电节拍由硬件电路来决定,编制软件时可以不考虑。控制器与硬环分电路的连接只需两根信号线:一根方向线,一根脉冲线(或者一根正转脉冲线,一根反转脉冲线)。假定控制器为AT89S52单片机,晶振频率为12MHz,如图4-18:P1.0输出方向信号,P1.1输出脉冲信号。 则控制电机走步的程序如下: (1)电机正转100步 MOV 0FH,#100D ;准备走100步 CONT1: SETB P1.0 ;正转时P1.0=1 CLR P1.1 ;发步进脉冲的下降沿(设驱动器对于脉冲的下降沿有效) NOP ;延时(延时的目的是让驱动电路的光耦充分导通) NOP ;延时(根据驱动器的需要,调整延时) SETB P1.1 ;发步进脉冲的上升沿 MOV 0EH,#4EH ;两脉冲之间延时20000μs(决定电机的转速) MOV 0DH,#20H ;20000的HEX码为4E20 CALL DELAY ;调用延时子程序 DJNZ 0FH,CONT1 ;循环次数减1后,若不为0则继续,循环100次 RET (2)电机反转100步 MOV 0FH,#100D ;准备走100步 CONT2: CLR P1.0 ;反转时P1.0=0 CLR P1.1 ;发步进脉冲的下降沿(设驱动器对于脉冲的下降沿有效) NOP ;延时(延时的目的是让驱动电路的光耦充分导通) NOP ;延时(根据驱动器的需要,调整延时) SETB P1.1 ;发步进脉冲的上升沿

基于单片机的步进电动机控制器的设计

第一部分培训软件简介 Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 第二部分培训项目实例 培训项目一:基于单片机的步进电动机控制器的设计 项目要求: 采用单片机对步进电机进行控制,包括正转、反转、加速、减速和停止,同时采用液晶显示屏显示步进电动机的运行情况。 培训目的: 1.掌握步进电机的工作原理;

西门子200系列PLC直流步进电机控制方法

直流步进电机plc控制方法 系统功能概述: 本系统采用PLC通过步进电机驱动模块控制步进电机运动。当按下归零按键时,电机1和电机2回到零点(零点由传感器指示)。当按下第一个电机运行按键时,第一个电机开始运行,直到运行完固定步数或到遇到零点停止。当按下第二个电机运行按键时,第二个电机开始运行,运行完固定步数或遇到零点停止。两电机均设置为按一次按键后方向反向。电机运行时有升降速过程。 PLC输入点I0.0为归零按键,I0.1为第一个电机运行按键,I0.2为第二个电机运行按键,I0.3为第一个电机传感器信号反馈按键,I0.4为第二个电机传感器信号反馈按键。 PLC输出点Q0.0为第一个电机脉冲输出点,Q0.1为第二个电机脉冲输出点,Q0.2为第一个电机方向控制点,Q0.3为第二个电机方向控制点,Q0.4为电机使能控制点。 所用器材: PLC:西门子S7-224xpcn及USB下载电缆。编程及仿真用软件为V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3。 直流步进电机2个,微步电机驱动模块2个。按键3个。24V开关电源一个。导线若干。 各模块连接方法: PLC与步进电机驱动模块的连接:

驱动模块中EN+、DIR+、CP+口均先接3k电阻,然后接24V 电源。 第一个驱动模块CP-接PLC的Q0.0,DIR-接PLC的Q0.2,EN-接PLC的Q0.4 第二个驱动模块CP-接PLC的Q0.1,DIR-接PLC的Q0.3,EN-接PLC的Q0.4 注意: 1、PLC输出时电压为24V,故和驱动器模块连接时,接了3k 电阻限流。 2、由于PLC处于PTO模式下只有在输出电流大于140mA时,才能正确的输出脉冲,故在输出端和地间接了200欧/2w下拉电阻,来产生此电流。(实验室用的电阻功率不足,用200欧电阻时功率至少在24*24/200=2.88w,即用3w的电阻) 3、PLC与驱动模块连接时,当PLC输出低电平时不能将驱动模块电平拉低,故在EN-和DIR-上接了200欧/2W下拉电阻 驱动模块与电机接法: 驱动模块的输出端分别与电机4根线连接 电机传感器与PLC连接: 传感器电源接24v,信号线经过240欧电阻(试验中两个470电阻并联得到)与24v电源上拉后,信号线接到PLC的I0.3和I0.4

步进电机程序编写及说明

步进电机 学习交流群——126500542(验证信息:千寻琥珀心) 在这里介绍一下如何用51单片机驱动步进电机。 本例所使用的步进电机为四项驱动,驱动电压为12V,锯齿角(为什么叫锯齿叫而不叫步进角,我也不知道这样解释是否正确,但是根据步进角计算公式所得的结果将7.5理解为锯齿叫会更好些,也在网上搜了不少资料,说是步进角的较多,但都是直接给出的,而未作出计算,不过也有是将其作为锯齿角的,并且结合书上的内容,在此就将此作为锯齿角理解,那何谓步进角,下面公式将给出)为7.5度。(也就是说锯齿之间的单位角度),不进一圈总共需要360度,故有48个锯齿。 在此对电路图部分不再给出,具体引脚连接接下来给出。本例所使用的电机驱动芯片为达林顿驱动器(ULN2003),通过P1.0~P1.3分别接通步进电机的驱动线圈来控制步进电机的运转。注意如果直接使用单片机通过驱动芯片驱动电机,力矩可能不够大,效果不是很好,因为ULN2003的驱动电压为12V,而单片机系统电压为5V,故请读者注意此点,在设计电路时,另施电压。 步进电机要想正常工作,必须有驱动信号,转动的速度与驱动信号的频率是成正比的。(实例中将会给出并予以说明)接下来我们看看对于电机驱动中的信号的产生。 本例中采用的步进电机为四项,三项驱动和四项驱动原理上

是一样的。假设步进电机的四个项为:A、B、C、D。它的拍数可由读者任意设定(即步进节奏)。再继续下面的内容时,我们现在此给出一个计算步进电机的公式:Qs=360/NZr,其中N=McC 为运行的拍数,McC为控制绕组项数,C为状态系数,当采用单双本项拍数时,C=1,当采用单双本项一倍拍数时,C=2。(此处说的本项拍数,如三项为单三拍,双三拍。本项一倍拍数为单六拍,简言之,三拍为1.六拍为2对于四项则四拍为1,8拍为2(说的有些玄乎,手中板砖还望留情)),Zr为转子齿数,先来看看单四拍,即A→B→C→D→A.因为上述已经给出了锯齿数,此例C=1,所以Qs=360/(4*1*48)=1.875°。故此电机的步进角为1.875°(既步与步之间的角度),因为行进是和脉冲有关的,一个脉冲行进一步,那么行进一圈,所需脉冲数为:360/1.875=192个脉冲。同时我们如果控制这些脉冲的频率就可以直接控制步进电机的运转速度了。继续我们的单四拍,运行方向A→B→C→D →A。(假设为正转)则在程序中对应的操作执行码为:(硬件连接时P1口的高四位不用全置1,此处只需用到低四位) P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 D C B A (对应4个线圈) 1 1 1 0 0xfe (根据外部链接电路定,也可以是0001,此处采用低电平导通,导通A项线圈) 1 1 0 1 0xfd (导通B项线圈) 1 0 1 1 0xfb (导通C项线圈)

STC系列PWM方式控制两相步进电机

单片机课程设计 步进电机控 专业班级:姓名:学号:指导教师:

目录 一.课程设计要求 二.课程设计目的三.所用仪器及相关说明 1.5 7步进电机23HS6620 2. DM524 型细分型两相混合式步进电机驱动器 3.STC12C5A60S2系列单片机 四.调试程序 【程序一、二】 五.程序功能 【程序一、二】 六.误差说明 七.心得体会 八.课设说明

一.课程设计要求 通过计算机对单片机芯片的编程,将单片机与驱动器相连,从而实现对步进电机的各种方式控制。 二.课程设计目的 1.根据所期望的结果编写程序,并在实验仪器上调试和验证。 2.使用步近电机的工作原理与步进电机驱动器。 3.学习控制步进电机转角、速度、方向的实时软件设计 三.所用仪器及相关说明 1.57步进电机23HS6620 2.DM524型细分型两相混合式步进电机驱动器,采用直流18~50V 供电,适合驱动电压24V~50V,电流小于 4.0V ,外径42~86毫米的两相混合式步进电机。此驱动器采用交流伺服驱动器的电流环进行细分控制,电机的转矩波动很小,低速运行很平稳,几乎没有振动和噪音。高速时力矩也大大高于其它二相驱动器,定位精度高。广泛适用于雕刻机、数控机床、包装机械等分辩率要求较高的设备上。 电气参数 输入电流小于4安培 输出电流 1.0A ~4.2A 功耗功耗:80W ;内部保险:6A 温度工作温度-10~45℃;存放温度-40℃~70℃ 湿度不能结露,不能有水珠气体禁止有可燃气体和导电灰尘 重量200克 主要特点1)平均电流控制,两相正弦电流驱动输出(2)直流24~50V 供电3)光电隔离信号输入/输出(4)有过压、欠压、过流、相间短路保护功能5)十五档细分和自动半流功能(6)八档输出相电流设置 (7)具有脱机命令输人端子(8)高启动转速(9)高速力矩大 (10)电机的扭矩与它的转速有关,而与电机每转的步数无关控制信号接口

PLC控制步进电机的实例(图与程序)

PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA),大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限,本实例采用非专业述语论述,请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲,是低成本控制伺服与步进电机的较好选择! ·PLS+,PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子,DIR+,DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置,原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零,也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式:X0闭合动作到A点停止,X1闭合动作到B点停止,接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。

·程序如下图:(此程序只为说明用,实用需改善。) ·说明: ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数,正转时增加,反转时减少。当正转动作到A点时,D8140的值是3000。此时闭合X1,机械反转动作到B点,也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中,X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200,此时再闭合X0,机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时,再闭合X0,因为机械已经在距离原点3000的位置上,故而机械没有动作! ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI): ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0,则机械正转3000个脉冲停止,也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1,则机械反转3000个脉冲停止,也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出),D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图: ·FREE+,FREE-:脱机信号,步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能,

三相步进电机控制程序及电路

题目:三相步进电机控制系统的设计课程名称:Proteus 学生姓名:刘卫东 学生学号: 系别:电子工程学院 专业:通信工程 年级:2012级 任课教师:王丽 电子工程学院制 2015年4月

三相步进电机控制系统的设计 学生:刘卫东 指导教师:王丽 电子工程学院通信工程 1 系统硬件介绍 AT89C51单片机简介 AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程课擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性: (1)与MCS-51 兼容 (2)4K字节可编程闪烁存储器 (3)寿命:1000写/擦循环 (4)数据保留时间:10年 (5)全静态工作:0Hz-24Hz (6)三级程序存储器锁定 (7)128*8位内部RAM (8)32可编程I/O线 (9)两个16位定时器/计数器 (10)5个中断源 (11)可编程串行通道 (12)低功耗的闲置和掉电模式 (13)片内振荡器和时钟电路 ULN2003A芯片介绍 经常在以下电路中使用,作为: 1、显示驱动

2、继电器驱动 3、照明灯驱动 4、电磁阀驱动 5、伺服电机、步进电机驱动等电路中。 基本参数: 模块配置:7 NPN 电压, Vceo:50V 集电极直流电流:500mA 直流电流增益hFE:1000 工作温度范围:-20°C to +85°C 封装类型:PDIP 引脚数:16 封装类型:DIP 晶体管数:7 表面安装器件:通孔安装器件标号:2003 最大连续电流, Ic:500mA 芯片标号:2003 输入电压最大:30V 输入类型:5V TTL CMOS 输出电压最大:50V 输出电流最大:0.6A 通道数:7 2硬件电路设计 总体的硬件设计 (1)用K0-K2做为通电方式选择键,K0为单三拍,K1为双三拍,K2为三相六拍; 设计一个单片机三相步进电机控制系统要求系统具有如下功能: (2)K3、K4分别为启动和方向控制; (3)正转时红色指示灯亮,反转时黄色指示灯亮,不转时绿色指示灯亮; (4)用4位LED显示工作步数。

基于MCU和DSP的步进电机控制技术(精)

基于MCU和DSP的步进电机控制技术 步进电机已经渗透入我们生活的方方面面,本文介绍了一些重要的步进电机相关技术,为开发人员基本了解步进电机的工作原理提供了足够的信息,同时也介绍了用微控制器或数字信号处理器控制步进电机 的方法。 步进电机也叫步进器,它利用电磁学原理,将电能转换为机械能,人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等的日益流行,步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中,只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置,步进电机就一定能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸,但不论形状和尺寸如何,它们都可以归为两类:可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更为简单也更常用的永磁步进电机。 步进电机的构造 如图1所示,步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下,一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管,而在电机中,绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。如果线圈中电流的流向如图1所示,并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部,那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向流动。根据安培定律和右手准则,这样的电流会产生一个北极向上的磁场。

现在假设我们构造一个定子上缠绕有两个绕组的电机,内置一个能够绕中心任意转动的永久磁铁,这个可旋转部分叫做转子。图2给出了一种简单的电机,叫做双相双极电机,因为其定子上有两个绕组,而且其转子有两个磁极。如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流,而绕组2中没有电流流过,那么电机转子的南极就会自然地按图中所示,指向定子磁场的北极。 再假设我们切断绕组1中的电流,而按图2b所示方向给绕组2输送电流,那么定子的磁场就会指向左侧,而转子也会随之旋转,与定子磁场方向保持一致。

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。这种方法明显的好处是节省I/O口,使系统可以控制更多的步进电机。本电路设计为控制8个。 3 、程序设计 传统的步进电机驱动程序利用简单的条件循环来发送脉冲序列,但当电机数目发生变化时,编程繁杂,冗余代码较多,难以做到信号占空比一致,进而产生“抖动” 现象。下面提出一种基于中断服务方式,面向舞蹈动作,可实时改变各个电机速度和方向(每200ms可改变一次)的程序设计方法。 3.1 速度归一化和线性关系 我们将速度量化成一个-128~127内可变的数,正号代表正转,负号代表返转,称之归一化速度(-128~127为一个字节)。给每个电机分

FX1S控制步进电机的实例(图与程序

FX1S控制步进电机的实例(图与程序) FX1S控制步进电机的实例(图与程序) : ·采用绝对位置控制指令(DRVA),大致阐述FX1S控制步进电机的方法。·FX系列PLC 单元能同时输出两组100KHZ脉冲,是低成本控制伺服与步进电机的较好选择! ·PLS+,PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子,DIR+,DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置,原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零,也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式:X0闭合动作到A点停止,X1闭合动作到B点停止,接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图:(此程序只为说明用,实用需改善。)

说明: ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数,正转时增加,反转时减少。当正转动作到A点时,D8140的值是3000。此时闭合X1,机械反转动作到B点,也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中,X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200,此时再闭合X0,机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时,再闭合X0,因为机械已经在距离原点3000的位置上,故而机械没有动作! ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI): ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0,则机械正转3000个脉冲停止,也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1,则机械反转3000个脉冲停止,也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出),D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图:

步进电机速度控制系统设计

目录 1 总体方案的确定 (1) 1.1 对步进电机的分析 (1) 1.2 电机的控制方案 (2) 1.3 控制算法的方案 (3) 1.4 串口通讯的模拟 (3) 2 硬件的设计与实现 (4) 2.1 微处理器的选择 (4) 2.2 控制电路的实现 (4) 2.3 键盘和显示电路 (6) 3 软件的设计与实现 (6) 3.1 控制信号输入程序 (7) 3.2 步进电机控制程序设计 (8) 3.3 程序分析及说明 (9) 4 系统的仿真与调试 (10) 4.1 程序的调试 (11) 4.2 串口通信的调试 (11) 4.3 调试结果及分析 (11) 5 设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

步进电机速度控制系统设计报告 1 总体方案的确定 系统以单片机为核心,接收并分析来自键盘或串口的控制指令,经过CPU 的逻辑计算输出控制信息,让步进电机按要求转动。由于步进电机是开环元件,系统不需反馈环节,但也同时要求控制信号足够精确。此外,为实现单片机与电机之间信号对接,需要加入步进电机驱动单元。 1.1 对步进电机的分析 步进电机又叫脉冲电机,它是一种将电脉冲信号转化为角位移的机电式数模转换器。在开环数字程序控制系统中,输出控制部分常采用步进电机作为驱动元件。步进电机控制线路接收计算机发来的指令脉冲,控制步进电机做相应的转动,步进电机驱动数控系统的工作台或刀具。很明显,指令脉冲的总数就决定了数控系统的工作台或刀具的总位移量,指令脉冲的频率决定了移动的速度。因此,指令脉冲能否被可靠地执行,基本上取决于步进电机的性能。 步进电机的工作就是步进转动。在一般的步进电机工作中,其电源都是采用单极性的直流电源。要是步进电机转动,就必须对步进电机定子的各相绕组以适当的时序进行通电。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,即可达到调速的目的。本设计是用单片机输出可调脉冲作为单片机的控制信号,通过改写脉冲频率调节单片机转速。 常见的步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB),永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,但噪声和振动都很大。混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点,它又分为两相和五相,应用最为广泛。单片机管脚输出电压一般不足以驱动步进电机转动,所以需要在单片机和步进电机之间加入驱动电路。

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