51單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)控制篇

1、51 單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)-- 步進(jìn)電機(jī)控制篇 2008-05-09 23:34先看一下我們將要使用的 51 單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)能完成哪些實(shí)驗(yàn)與產(chǎn)品開 發(fā)工作：分別有流水燈，數(shù)碼管顯示，液晶顯示，按鍵開關(guān)，蜂鳴器奏樂，繼電器控制，IIC 總線，SPI 總線，PS/2 實(shí)驗(yàn)，AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換，光耦實(shí)驗(yàn)，串口通 信，紅外線遙控，無線遙控，溫度傳感，步進(jìn)電機(jī)控制等等。上圖是我們將要使用的 51 單片機(jī)綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)硬件平臺，本期實(shí)驗(yàn)我們用到了綜合系統(tǒng)主

2、機(jī)、步進(jìn)電機(jī)，綜合系統(tǒng)其它功能模塊原理與使用詳見前幾期《電子制作》雜志及后期連載教程介紹。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而 不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定 位的目

3、的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累 誤差(精度為 100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)分類與結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)分類與結(jié)構(gòu)現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)分為三種：反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）。本章節(jié)以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例，介紹其 基本原理與應(yīng)用方法。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 1.5

4、度。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。常用小型步進(jìn)電機(jī)的實(shí)物如圖 1 所示。圖 3 一般驅(qū)動電路在實(shí)際應(yīng)用中一般驅(qū)動路數(shù)不止一路，用上圖的分立電路體積大，很多場合用現(xiàn)成的集成電路作為多路驅(qū)動。常用的小型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路可以用ULN2003 或 ULN2803。本書配套實(shí)驗(yàn)板上用的是 ULN2003。ULN2003 是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范

5、圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2003A 由 7 組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時(shí)驅(qū)動 7 組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。ULN2003 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及等效電路圖如圖 4：圖 4 ULN2003 內(nèi)部框圖及等效電路圖ULN2003A 型高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路的典型應(yīng)用電路框圖如圖 5所示。鉗位二極管用于保護(hù)線圈通斷時(shí)的反電動勢擊穿集成電路，可以看