步进电机控制系统的研究
基于AT89C51单片机和ULN2003驱动芯片的步进电机控制及驱动电路系统的设计
基于AT89C51单⽚机和ULN2003驱动芯⽚的步进电机控制及驱动电路系统的设计摘要 (1)Abstract (2)第⼀章.绪论 (2)1.1设计背景 (4)1.2关于国内外同类产品的发展和应⽤ (4)1.3 本⽂所做的⼯作 (5)1.4 研究内容与安排 (5)第⼆章系统总体⽅案设计 (7)2.1 设计原理 (7)2.2 主要元器件介绍 (8)2.2.1 四相六线步进电机的介绍 (8)2.2.2 AT89C51单⽚机芯⽚介绍 (10)2.2.3 ULN2003芯⽚介绍 (11)2.2.4 LED七段数码管介绍 (12)第三章步进电机控制及驱动系统电路设计实现 (13)3.1 硬件设计 (13)3.2 软件设计 (17)第四章电路调试 (18)第五章总结 (20)致谢 (21)参考⽂献 (22)附录 (23)摘要本⽂主要研究了⼀种基于AT89C51单⽚机和ULN2003驱动芯⽚的步进电机控制及驱动电路系统的设计。
该系统可分为：控制模块、驱动模块、显⽰模块、⼈机交互模块四⼤部分。
其中采⽤AT89C51单⽚机作为控制模块的核⼼，利⽤单⽚机编程实现了对步进电机启动停⽌、正转反转、加速减速等功能的基本控制。
驱动模块由芯⽚ULN2003A驱动步进电机⼯作；显⽰部分由七段LED共阴数码管组成；⼈机互换部分由相应的按键实现相应的功能。
通过实际测试表明本设计系统的性能优于传统步进电机控制器，具有结构简单、可靠性⾼、实⽤性强、⼈机接⼝简单⽅便、性价⽐⾼等特点。
此外，本⽂还介绍了步进电机的基本原理及AT89C51单⽚机的性能特点。
关键词：步进电机;ULN2003; AT89C51;AbstractThis article mainly introduced the basic principle of stepping motor and the performance characteristics of AT89C51.Design research based on AT89C51 and ULN2003 stepper motor driver chips control and drive circuit system.The system can be divided into: control module, drive module, display module, human–computer interaction module.The AT89C51 single chip microcomputer as the core of the control module, microcontroller programming has realized the start stop the stepper motor, forward reverse, speed reducer, and other functions of basic control.Driver module driven by chip ULN2003A stepper motor;Display section is made up of seven segment digital tube LED, Yin;Man-machine interchangeable parts by the corresponding button to achieve the corresponding function.Through the actual test show that the system performance is superior to the traditional stepping motor controller is designed, with simple structure, high reliability and strong practicability, simple and convenient man-machine interface, high cost performance, etc.Key words: stepper motor;ULN2003;AT89S52 devices.摘要 (1)Abstract (2)第⼀章.绪论 (4)1.1设计背景 (4)1.2 关于国内外同类产品的发展和应⽤ (4)1.3 本⽂所做的⼯作 (5)1.4 研究内容与安排 (5)第⼆章系统总体⽅案设计 (7)2.1 设计原理 (7)2.2 主要元器件介绍 (8)2.2.1 四相六线步进电机的介绍 (8)2.2.2 AT89C51单⽚机芯⽚介绍 (10)2.2.3 ULN2003芯⽚介绍 (11)图2.6 ULN2003逻辑图 ..................................................................................................................... 11 2.2.4 LED 七段数码管介绍............................................................................................................... 12 图2.7六位LED 共阴数码显⽰管图 (12)第三章步进电机控制及驱动系统电路设计实现 (13)3.1 硬件设计 (13)1B 11C 162B 22C 153B 33C 144B 44C 135B 55C 126B 66C 117B77C10COM 9U2ULN2003AXTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78 P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51 ............................................................................................................................................................ 14 3.2 软件设计.. (17)第四章电路调试 ................................................................................................... 18 第五章总结............................................................................................................. 20 致谢......................................................................................................................... 21 参考⽂献................................................................................................................. 22 附录 . (23)第⼀章.绪论1.1设计背景电⽓时代的今天，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。
电机驱动系统的性能优化与控制策略研究
电机驱动系统的性能优化与控制策略研究2.摘要：电机驱动系统的性能优化与控制策略研究"旨在提高电机驱动系统的效率和性能。
本文通过深入研究电机控制策略、性能优化方法以及集成控制与智能化应用，以提升电机驱动系统的性能。
关键词：电机驱动系统；性能优化；控制策略引言：随着科技的不断进步，电机驱动系统在工业领域中应用越来越广泛，且扮演着至关重要的角色。
然而，传统的电机驱动系统往往存在着效率低下、能耗高等问题。
因此，对电机驱动系统的性能优化和控制策略研究具有重要意义。
1、电机控制策略的研究1.1矢量控制策略矢量控制策略通过分别控制电机的磁场定向和转矩来实现高精度的运动控制。
它将三相电流转换为磁场矢量和转矩矢量，并分别控制它们以实现所需的磁场方向和输出转矩。
磁场矢量控制调节电机磁场定向，而转矩矢量控制调节电机输出转矩。
这种控制方式具有高精度、灵活适应不同工况和简化系统结构的优势，但需要测量转速和位置信息。
在矢量控制策略中，首先需要获得电机的运动状态信息，如转子位置和速度。
这可以通过传感器测量或者使用估算算法来获取。
一旦获得了运动状态信息，控制系统就可以根据所需的运动特性，通过控制电机的磁场定向和转矩来实现精确的运动控制。
1.2直接转矩控制策略与矢量控制策略不同，直接转矩控制策略无需额外的速度和位置传感器，通过实时估计电机转子位置和转速来直接控制电机转矩输出。
这种策略利用电机模型和观测器来估计内部参数，并根据所需的转矩输出调节电机电流。
直接转矩控制策略具有简单的系统结构、较低的成本和对参数变化和负载扰动的鲁棒性。
然而，它需要高计算能力和复杂的算法来估计电机状态并实时调节电流。
这些算法通常基于数学模型或者系统识别方法，以获得准确的位置和速度估计，并通过电流反馈控制来实现所需的转矩输出。
1.3智能化控制策略智能化控制策略利用人工智能技术实现自适应调节和优化控制，以提升电机系统性能。
其中，深度学习方法是一种常用的智能化控制策略。
基于MPU6050和步进电机的高精度转动控制方法
基于MPU6050和步进电机的高精度转动控制方法【摘要】本文针对高精度转动控制问题，结合MPU6050和步进电机，提出一种新的控制方法。
首先介绍了MPU6050和步进电机的基本原理和特点，然后详细阐述了基于这两者的高精度转动控制方法。
接着给出了实验结果与分析，指出该方法在精度和稳定性方面具有明显优势，并提出了改进方法。
最后在结论部分总结了研究的意义和成果，展望了未来的研究方向。
通过本研究，为高精度转动控制领域的发展提供了新的思路和方法，有望在工业自动化、航空航天等领域有广泛应用。
【关键词】MPU6050, 步进电机, 高精度转动控制方法, 实验结果, 分析, 改进方法, 总结, 展望, 研究背景, 研究意义.1. 引言1.1 研究背景在现代工业和科技领域，精准控制设备的转动是一个非常重要的技术需求。
特别是在一些需要精确定位或运动控制的应用中，比如机器人控制、航空航天领域等，高精度转动控制技术具有重要意义。
随着传感器和电机技术的发展，基于MPU6050和步进电机的高精度转动控制方法成为一种有效的解决方案。
MPU6050是一种集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计的传感器，能够实时监测设备的姿态和加速度变化。
步进电机则是一种精确控制转动角度的电机，通过控制步进电机的步进角度和速度，可以实现精准的角度控制。
基于MPU6050和步进电机的高精度转动控制方法成为了当前研究的热点之一。
通过将MPU6050的姿态数据与步进电机的控制系统结合，可以实现对设备的精确定位和控制。
本文将介绍如何利用MPU6050传感器获取姿态数据，以及如何结合步进电机实现高精度的转动控制。
希望通过本研究能够为高精度转动控制技术的进一步发展提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究意义高精度转动控制在许多领域中都具有重要的应用价值，例如航空航天、机械制造、医疗设备等。
精确的转动控制可以确保设备或系统的稳定运行，提高工作效率，减少故障率，并且可以实现更精细和复杂的操作。
步进电机毕业论文
步进电机毕业论文步进电机毕业论文引言在现代工业和科技领域，步进电机作为一种重要的电动机类型，广泛应用于各种自动控制系统中。
步进电机以其精准的定位能力和可编程性而受到研究者和工程师们的青睐。
本篇论文旨在探讨步进电机的原理、应用以及未来的发展方向。
一、步进电机的原理步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械运动的电动机。
其工作原理基于磁场的相互作用，通过电流的变化来控制转子的运动。
步进电机通常由定子、转子和驱动电路组成。
定子上的线圈通过电流激励产生磁场，而转子则由磁性材料制成。
当电流通过线圈时，磁场会引起转子的磁性材料发生磁化，从而使转子发生运动。
二、步进电机的应用领域步进电机在各个领域都有广泛的应用。
在工业自动化领域，步进电机常被用于控制机器人的运动和定位，如自动装配线上的零件搬运和组装。
步进电机还被广泛应用于医疗设备、数码相机、打印机等消费电子产品中。
此外，步进电机还被用于纺织机械、印刷机、数控机床等设备中，以实现精确的运动控制。
三、步进电机的优势和局限性步进电机具有许多优势，使其成为许多应用中的首选。
首先，步进电机可以实现非常精确的定位和控制，其转子的位置可以通过控制电流的脉冲数来精确控制。
其次，步进电机具有较高的可靠性和耐用性，由于其结构简单，没有传统电动机中的刷子和换向器，因此减少了故障的可能性。
然而，步进电机也存在一些局限性，例如其最高转速较低，无法适用于高速运动的应用。
此外，步进电机在低速运动时可能会出现共振现象，需要采取相应的措施来避免共振带来的问题。
四、步进电机的未来发展方向随着科技的不断进步，步进电机也在不断发展。
未来，步进电机的发展方向主要集中在提高性能和降低成本上。
一方面，研究者们致力于提高步进电机的转速和精度，以满足更高要求的应用。
另一方面，通过采用新的材料和制造工艺，可以降低步进电机的生产成本，使其更加普及和可接受。
结论步进电机作为一种重要的电动机类型，在各个领域都有广泛的应用。
开环步进电机与闭环步进电机系统比较
开环步进电机与闭环步进电机系统比较步进电机系统是运动控制行业的基石。
我们将研究开环系统与闭环系统之间的差异，并了解步进电机最新的发展，步进电机系统比以往更快，更安静，更节能。
从电压驱动和完全步进的早期阶段开始，步进电机系统已经走过了漫长的道路。
首先是PWM驱动和微步进，然后是数字信号处理器（DSP）和反共振算法。
现在，新的闭环步进技术确保步进电机在未来几年继续成为运动控制行业的基石。
这是AppliedMotionProducts的StepSERVO闭环集成步进电机的剖视图。
无论运动是线性运动还是旋转运动，决定哪种电机和驱动系统最合适的两个首要考虑因素是扭矩和效率。
这适用于最终的应用是：自动装配系统，材料处理机器，3D打印机，笛卡尔定位器，蠕动泵，还是无数其他应用，其中步进电机是优选技术方案。
步进系统的最新发展是应用低成本，高分辨率的反馈设备和先进的DSP使步进运动形成一个闭环的环路。
这种控制可以提高闭环步进性能，使其优于开环系统。
正如我们所看到的，一个这样的闭环系统在集成电机设计上得以实现，包括反馈设备，驱动器和控制器板，电源，通信和I/O电子设备，以及电机侧面和背面的系统连接器。
开环与闭环步进系统比较首先让我们探讨高性能闭环步进系统在扭矩和效率方面与传统开环步进系统的比较。
闭环步进系统优于开环系统，如实验室测试结果所示，比较两个系统的加速度（扭矩），效率（功耗），位置误差（精度），发热量和噪音水平。
只考虑扭矩和加速度之间的关系。
扭矩-速度曲线显示闭环步进系统的峰值和连续扭矩范围明显优于开环步进系统的可用扭矩范围。
通常情况下，现实世界中的扭矩会转化为加速度-因此具有更大扭矩的电机可以更快地加速给定负载。
为了在实验室中测试扭矩性能的这种差异，同样大小的开环和闭环步进电机系统获得相同的惯性负载。
编程命令两个系统执行相同的移动配置文件，除了加速率和最高速度在每个系统中缓慢增加，直到它们产生定位错误。
这里我们有一个开环与闭环系统之间的移动剖面比较。
S7—200PLC的PTO在步进电机位置控制中的应用
S7—200PLC的PTO在步进电机位置控制中的应用研究了高速脉冲串输出在步进电机位置控制中的应用，包括应用PLS指令、MAP指令库及位置控制指令向导等方法。
给出了系统构成，说明了各种方法的应用。
对步进电机的位置控制有实际意义。
标签：S7-200；步进电机；位置控制；PTO；MAP；PLS引言作为自动控制系统中的执行元件，步进电机的应用十分广泛，主要原因是步进电机有很多优点，其中它的控制方法比较简单。
步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数。
可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，进行调速；可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，进行准确定位。
控制步进电机的方法较多，目前流行的是采用PLC通过步进电机驱动器来控制步进电机。
为了配合步进电机的控制，许多PLC都内置脉冲输出功能，并设置了相应的控制指令，可以很好地对步进电机进行控制。
为了实现对步进电机的开环定位控制，可以通过PLC控制输出脉冲来实现。
本文应用SIEMENS公司S7-200PLC来控制步进电机。
SIEMENS公司S7-200PLC 主要提供了以下几种方式的开环定位控制：脉冲串输出（PTO）、EM253位控模块、自由口通信等。
文章主要探讨PTO这种方式。
1 步进电机位置控制系统1.1 硬件系统步进电机位置控制系统由PLC、步进电机驱动器、步进电机和丝杠组成。
系统选择的PLC为SIEMENS公司CPU226DC/DC/DC型。
選用的步进电机是42H2P4812A4的两相混合式步进电机，该型号的步进电机步矩角为1.8°，相电流1.2A，静转矩4.5kg·cm，额定转速400rmp。
选用的驱动器型号为2MA320，该驱动器的供电电压DC12-36V ，驱动电流0.3-2.0A，细分精度1-128细分，可驱动任何2.0A相电流以下两相、四相混合式步进电机。
由于上述步进电机的相电流为1.2A，驱动器的SW1-SW3分别设置为：ON、OFF、OFF，即输出峰值电流为1.5A，SW5-SW7分别设置为ON、ON、ON，即细分设定为200步/圈。
《2024年步进电机驱动控制技术及其应用设计研究》范文
《步进电机驱动控制技术及其应用设计研究》篇一一、引言步进电机是一种通过输入脉冲序列来驱动转动的电机，其运动方式为离散化的步进动作。
步进电机广泛应用于精密定位、速度控制以及数字化系统等场景。
本文将针对步进电机驱动控制技术及其应用设计进行研究，深入探讨其原理、特点以及在各个领域的应用。
二、步进电机驱动控制技术原理步进电机主要由定子、转子和驱动器三部分组成。
定子上有多个磁极，转子则由多个磁性材料制成的齿组成。
驱动器根据输入的脉冲序列，控制定子上的电流变化，从而产生旋转磁场，使转子按照一定的方向和角度进行转动。
步进电机驱动控制技术主要包括以下几种：1. 恒流驱动技术：通过恒流源对步进电机进行驱动，保证电机在不同负载和转速下均能保持稳定的运行状态。
2. 微步技术：通过精细控制驱动器的脉冲序列，使步进电机在每个方向上实现微小角度的转动，从而提高电机的定位精度和运行平稳性。
3. 环形分布电流技术：通过对定子上的磁极进行环形分布电流的控制，实现对步进电机的持续运动控制，使得步进电机的转动更为流畅和准确。
三、步进电机驱动控制技术的应用设计步进电机驱动控制技术在各个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 精密定位系统：步进电机的高精度定位能力使得其在精密定位系统中得到广泛应用，如数控机床、精密测量仪器等。
通过微步技术和环形分布电流技术的应用，可以实现高精度的定位和运动控制。
2. 速度控制系统：步进电机在速度控制系统中也有着重要的应用，如打印机、电动阀等。
通过调整脉冲序列的频率和占空比，可以实现对电机转速的精确控制。
3. 数字化系统：步进电机在数字化系统中也有着广泛的应用，如数字标牌、机器人等。
通过将步进电机的运动与数字信号进行映射，可以实现数字化的运动控制和显示功能。
四、应用设计实例分析以数控机床为例，分析步进电机驱动控制技术的应用设计。
数控机床是一种高精度的加工设备，其运动控制系统对加工精度和效率具有重要影响。
步进电机控制开题报告
步进电机控制开题报告一、研究背景步进电机是一种常用的电动机类型，其通过按照一定的顺序驱动电机的步进角度来实现精确控制。
步进电机广泛应用于各种自动化设备中，如机床、电子设备、3D打印机等。
因此，研究步进电机的控制方法和算法具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的本文旨在探索步进电机的控制原理和方法，通过建立电机模型，分析电机的动态特性，并设计合适的控制算法，实现对步进电机的精确控制。
三、研究内容1.步进电机的原理和结构分析：介绍步进电机的基本原理，包括转子、定子结构，转子运动的工作原理等，并分析步进电机的特点。
2.步进电机控制的数学模型建立：建立步进电机的数学模型，包括转子位置、速度、加速度等的描述方式，以便后续的控制算法设计。
3.步进电机控制算法设计：基于步进电机的数学模型，设计合适的控制算法，如开环控制、闭环控制等，以实现对电机的精确控制。
4.控制系统实现与仿真：利用软件仿真工具，对设计的步进电机控制系统进行建模和仿真，评估系统性能，并对控制算法进行优化。
5.硬件实验验证：基于硬件平台搭建步进电机控制系统，设计相应的电路和接口电路，以验证控制算法的有效性和可行性。
6.实验结果分析和讨论：分析实际实验数据，评估步进电机控制系统的性能，并对仿真结果进行对比和分析，总结实验结果并提出改进方案。
四、研究方法1.理论分析：通过文献综述和相关资料的查找，对步进电机的原理、控制方法等进行深入研究和分析。
2.数学建模：根据步进电机的结构和运动特性，建立数学模型，描述电机的运动和控制过程。
3.算法设计：基于步进电机的数学模型，设计合适的控制算法，以实现精确控制。
4.软件仿真：利用软件仿真工具（如MATLAB、SIMULINK等），对设计的步进电机控制系统进行建模和仿真，评估系统性能。
5.硬件实验：搭建实验平台，将步进电机控制系统与硬件相结合，进行实际的控制实验，并采集实验数据。
6.数据分析与结果评估：对实验数据进行分析，评估步进电机控制系统的性能，并与仿真结果进行对比和分析。
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步进电机控制系统的研究
杨杰1李学佳2崔二华3韩永清4
英利能源(中国)有限公司河北省保定市071051
摘要：步进电动机由于用共组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。
关键词：步进电机电机控制系统
中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：
前言
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。
一、步进电机概述
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲对应的增量驱动元件，具有快速启动和停止的能力。
当负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值时，它就可能在一瞬间实现启动和停止。
它的步矩角和转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件(如温度、气压、冲击和振动等)的影响，仅与脉冲频率有关。
它每转l周都有固定的步数，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。
正是因为步进电机具备上述优点，它已经被广泛地用于自动控制系统中作为执行元件。
但大多数设计人员常常习惯于用逻辑电路实现复杂的步进电机的控制，虽然已经取得很大成效，但实现起来成本高、费时多，而且一旦组成了电路，就很难再改动，因此不得不完全重新设计控制器。
微处理器与微计算机的先进技术和低廉的价格，给步进电机的控制开创了一个新的局面。
人们完全可以借助于软件来对步进电机实施控制，从而实现复杂而
成本又不高的控制系统，同时还可以很灵活地通过改变程序来改变控制方案。
二、步进电机控制系统细分驱动原理
步进电机的工作原理本质上靠励磁绕组产生的旋转的合磁场带动转子做同步运动翻。
不细分时步进电机的合磁场将以一个固定的角度旋转，如果对这个角度进行细分，那么就可以实现对步距角的细分。
由于励磁绕组通电之后产生磁通量正比于电流的大小。
因而只要控制各个绕组的电流的大小和方向就可以控制步进电机各个绕组产生的合磁场的大小和方向。
当步进电机工作在整步或半步时，只需对绕组进行正、反向通断电控制。
工作在细分状态下就需要精确控制流过绕组电流的大小。
细分驱动技术主要是通过对步进电机的相电流进行阶梯化控制，使电机以足够小的单位步距角运行。
从而减小步长和低频振动。
提高电机的运行分辨率。
通过对相电流的均匀细分就能使步距角均匀n细分，这是在相电流与步距角之间为线性关系的前提下才能成立的。
而实际上。
由于步进电机磁化曲线本身的非线性和磁滞现象等因素的影响，等分相电流并不能等分步距角，而必须根据步距角和相电流的关系曲线，对各相电流加以控制和修正，才能实现步进电机步距角的均匀细分。
另一方面合成磁场的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。
因此提出了一种恒流均匀细分控制的方法，它的基本思想是：维持步进电机内部合成磁场的幅值恒定，合成磁场的方向均匀变化。
对于那种完全用硬件来实现步进电机细分的驱动电路，要进行恒力矩均匀细分控制是相当困难的，但是对于单片机控制的步进电机细分驱动电路，实现这种控制就容易多了，它通过软件可以相应的数字量存储于EPROM的不同区域，采用软件查表法输出细分电流的控制信号。
三、步进电机控制系统
本系统采用单片机控制步进电机，可以很方便地使不同相数的步进电机按任一种可行的通电方式进行控制。
图1是单片机控制步进电机系统的原理框图。
圈1单片机控制步进电机系统原理框图
1单片机及其接口电路
本系统以MCS51系列8031单片机作为整个系统的控制中枢。
由于考虑到系统的扩展，外接可编程的I／O接口芯片825用于LED显示、打印机、步进电机等的接口。
图2是单片机及其接口电路的原理框图。
图2单片机及其接口电路原理框图
2系统直流电源
微型计算机及其接口一般要求一种或多种电源电压，这些电压的波动必须保持在标称值的±5％以内，具有足够的稳定度，否则整个系统就难以做到稳定地工作，而且也会影响测量的精度。
根据系统的要求，设计了+5V和+24V直流电源，如图3所示。
图3系统直流电源
图中采用三端集成稳压器，提高了整个控制系统的可靠性。
所谓集成稳压器一般是指把经过整流的不稳定电压转换成为稳定的输出电压的集成电路。
这类器件一般具有较好的电压调整特性、负载调整特性、抑制输入电压交流成分特性、温度稳定性和过热、过电流及安全工作区自动保护功能。
3步进电机驱动电路
本系统以单片机的I／O 口8255A 口作为单片机与步进电机的接口。
由于A 口驱动能力有限，而被控制的步进电机要求高电压和大电流，所以在A 口之后必须加一个驱动电路。
图4所示为步进电机的驱动电路。
图4步进电机驱动电路
图中只画出一相的驱动电路，其余两相与之完全相同。
在图4中，三极管T 1起着开关的作用。
当三极管截止时，无集电极电流流通，开关相当于断开；当三极管饱和时，流过最大的集电极电流，开关相当于闭合。
而开关作用可由加于基极的电流来控制。
驱动电路由T 2T 3。
两个三极管组成达林顿式功率放大，驱动步进电机的3个
绕组，使电机绕组的静态电流达到近2A。
电路中使用光电耦合器将控制和驱动信号加以隔离。
当控制输入信号为低电平时，T 1截止，输出高电平，则红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，因此
绕组中无电流流过；当输入信号为高电平时，T 1饱和导通，于是红外发光二极管
被点亮，使光敏三极管导通，向功率驱动级晶体管提供基极电流，使其导通，绕组被加电产生电流。
步进电机绕组中串联电阻R a 的目的是为了限制绕组中的电流，因为绕组的直
流电阻很小。
绕组并联一个二极管是为了在绕组断电时提供磁能释放回路，而不致使晶体管损坏。
电路中使用光耦合器件的作用主要体现在以下3方面：
(1)实现微计算机与外部现场不同电平之间的转换。
(2)实现微计算机与外部现场的隔离，防止外部干扰窜人微机内部造成破坏，保证系统安全可靠地工作。
(3)实现微计算机系统的地线与外部现场的地线分别连接，用以消除地线干扰，同时可利用光电隔离管的低通低能去掉现场窜人的高频干扰信号，提高系统的可靠性。
三、步进电机控制程序的设计
1中断服务程序
产生定时中断，主要用来完成计算和控制。
本系统利用T
2步进电机控制子程序
步进电机各相绕组通电顺序不同，转动方向就不同。
步进电机控制子程序的主要任务是判断旋转方向，按顺序送出控制脉冲，并判断所要送的脉冲是否送完。
本系统步进电机采用三相六拍运转方式。
若步进电机按A—AB—B—Bc—c—cA—A顺序通电，步进电机正转；若按相反方向通电，步进电机反转。
产生时序脉冲的方法是：
(1)用单片机的I／0口8255A口低三位分别控制三相步进电机的A、B、C 相绕组。
(2)根据控制方式找出控制模型。
(3)按控制模型的顺序，向步进电机输入控制脉冲。
根据以上思路编写步进电机控制子程序的流程图，如图5所示。
其中，步进电机所要走的步数需事先存放在寄存器中，转向标志可以存放在程序状态寄存器用户标志位中。
当标志位为零时，步进电机正转；当标志位为“1”时，步进电机反转。
正转和反转模型分别存放在片内或片外RAM中。
图5中断服务程序流程图
结束语
本文所研究的步进电机控制系统的脉冲检测，中断处理，现场保护，重置初态．恢复控制等，对于用软件实现直线扦补的步进电机控制系统具有重要的意义。
参考文献
[1]朱海君,张硕成,乔卫民,梁义海.步进电机控制系统的设计及其应用[J].核技术.2005(06)
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步进电机控制系统的研究
作者：杨杰， 李学佳， 崔二华， 韩永清
作者单位：英利能源(中国)有限公司
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2013(23)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2013232660.aspx。