二相步进电机驱动电路

课程设计

步进电机驱动电路设计

摘 要

随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。因为步进电动机组成的控制系统结构简单，价格低廉，性能上能满足工业控制的基本要求，所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以及各种可控机械工具等等。直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器) 、家电产品、医疗器械和电动车上, 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动

实验六 步进电机驱动电路的搭建

1． 实验任务

（1）步进电机的控制

该电路为L297和L298组合的固定斩波频率的PWM恒流斩波驱动电路，适用于两相双极性步进电机。利用单片机控制步进电机，编写程序输出脉冲序列到步进电机专用控制芯片L297的CLOCK端，以此来驱动步进电机转动，通过时钟输入端CLOCK调节脉冲宽度来控制步进电机加速、减速，方向控制端CW/CCW控制步进电机正、反转。步进电机的转速应由慢到快逐步加速，并且脉冲频率的速度不能大于电机的反应速度，否则步进电机将会出现失步现象。

（2）直流电机的控制

采用定时器做为脉宽控制的定时方式，单片机控制口一端置低电平，另一端输出PWM信号，电机转速的调节通过软件编程改变PWM的占空比来实现，电机正反转则通过两口的输出切换实现，输入信号端IN1接高电平，输入端IN2接低电平时电机正转。（反之，如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，电机反转）。如果无须调速可将两引脚接5V，电机将工作在最高速状态。

2． 电机驱动芯片介绍

L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专用控制器，它能产生4相控制信号，可

用于单片机控制的两相双极和四相单相步进电机，能够用单四拍、双四拍、四相八拍

大电流多细分步进电机驱动方案

介绍二相步进电机驱动芯片THB6064AH及其应用

摘要: THB6064AH是北京海华博远科技与日本东芝半导体公司合作推出的高性能步进电机驱动芯片，本文主

要介绍它的原理及其应用。其稳定的性能、便宜的价格、简洁的外围线路，为实现高性能、低成本、小型化步进电机驱动方案提供了最佳选择。

引言：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。步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。然而，随着市场竞争起来越激烈，对产品的成本、高度集成化、功能模块化等方面要求也越来越高。选择专用驱动芯片的步进电机驱动方案越来越受重视。目前市面上常见的双极型微步电机驱动芯片最高细分在16细分以内，输出峰值电流都在3.5A以内，耐压限制在40VDC。像A3977、TA8435、TB6560A、THB601

DVS278 DVS278是基于DSP控制的二相步进电机驱动器,是新一代数字步进电机

驱动器。驱动电压为DC24V-80V，适配电流在7.0A以下、外径57-86mm的各种型号的二相四线混合式步进电机。该驱动器内部采用类似伺服控制原理的电路，此电路可以使电机运行平稳，几乎没有震动和噪音，电机在高速时，力矩大大高于二相和五相混合式步进电机。定位精度最高可达10000步/转。该产品广泛应用于雕刻机、中型数控机床、电脑绣花机、包装机械等分辨率较高的大、中型数控设备上。 特点

● 高性能、低价格

● 设有16档等角度恒力矩细分，最高分辨率10000步/转 ● 最高反应频率可达200Kpps

● 步进脉冲停止超过1.5s时，线圈电流自动减到设定电流的一半 ● 光电隔离信号输入/输出

● 驱动电流3A/相到7.2A/相分8档可调 ● 单电源输入，电压范围：DC24V-80V

● 相位记忆功能（注：输入停止超过3秒后，驱动器自动记忆当时电机相位，重新上电或MF信号由低电平变为高电平时，驱动器自动恢复电机相位）。 电流设定

驱动器工

本文在分析了PLC的特点与应用,在此基础上提出了步进电机的控制方法,并介绍了PLC控制系统的电路设计方案。

鼢●十

数控技术

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术用一~鼢

基于 P C控制的四相步进电机的电路设计 L武亚雄

( N￣ _ 3@电气与动力工程学院山西太原 002 ) 3 v rv - 304摘要：文在分析了P.本 I CN特点与应用，此基础上提出了步进电机的控制方法，介绍了p CJ4系统的电路设计方案。在并 L .0￣ ']关键词： L步进电机电路设计 PC中图分类号：M3 36文献标识码： T 8. A

文章编号：0 79 1(0 20—0 70 l0—4 62 1 )1 2—2 0

简方另 P C/接 步进电机作为执行元件之一，有电脉冲信号的转换功能，具可合模块，单灵活，便实用。外，L的 IO口模块十分丰富、安维 以将其转换成直线位移或者角位移。电机的输出位移量同输入脉冲编程方法简单多样，装容易、修方便。 1 L的应用 . 3P C个数之间为正比关系，电机的转速同脉冲频率之间成正比关系，电机

P C N已在工业自动化领域得到广泛应用。 L￣今在机械行业、冶轻石电力行业、织行业、纺电子产业、品食机的速度、向以及输出位移量的控制，以通过控制脉冲个数、转可脉金行业、工行

电机型号：28BYJ48 5VDC

导线颜色：

红（com） 橙(A) 黄(B) 粉(C) 蓝(D)

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。

步进电机的主要特性：

(1)、转动的速度和脉冲的频率成正比。 (2)、28BYJ48 5V驱动的4相5线式的步进电机，而且是减速步进电机， 减速比为1：64 ，步距角为5.625/64度 。 如果需 要转动1圈 ， 那 么需 要 360/5.625*64=4096个脉冲信号。

(3)、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 (4)、 改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。

目前打印机，绘图仪，机器人等等设备都以步进电机为动力核心。

采用的是5V步进电机，该步进电机的耗电流为200mA左右,采用ULN2003驱动，驱动端口为P0.0（A）,P0.1(B),P0.2(C),P0.3(C)。 正转次序:AB组-BC组-CD组-DA组(即一个脉冲,正转5.625度)； 反转次序：AB组-AD组—CD组-CB组(即一个脉冲,正转5.625度),如下表：

表 1正转表 端口值 步数 P0.0

毕业设计

题 目： 基于单片机的步进电机控制系统

系 别：

专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

2007 年 11 月 30 日

诚 信 声 明

本人郑重声明：

本人所呈交的毕业设计（论文）《基于单片机的步进电机控制系统》是在高双喜教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。

本设计（论文）中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。

凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。 本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：

2007年11月30日

设计（论文）任务书

学生姓名 课题名称 指导教师及职称 专业班级 学 号 基于单片机的步进电机控制系统 （以下内容指导教师可根据实际情况进行调整） 一、课题介绍 1、目的 一、了解步

L298N步进电机驱动板/马达模块/智能小车(原装芯片)

驱动板原理图：

产品参数：

1.驱动芯片：L298N双H桥直流电机驱动芯片

2.驱动部分端子供电范围Vs：＋5V～＋35V ； 如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V～+35V

3.驱动部分峰值电流Io：2A

4.逻辑部分端子供电范围Vss：＋5V～＋7V（可板内取电＋5V）

5.逻辑部分工作电流范围:0～36mA

6.控制信号输入电压范围：

低电平：－0.3V≤Vin≤1.5V

高电平：2.3V≤Vin≤Vss

7.使能信号输入电压范围：

低电平：－0.3≤Vin≤1.5V（控制信号无效）

高电平：2.3V≤Vin≤Vss（控制信号有效）

8.最大功耗：20W（温度T＝75℃时）

9.存储温度：－25℃～＋130℃

10.驱动板尺寸:55mm*49mm*33mm(带固定铜柱和散热片高度)

11.驱动板重量：33g

12.其他扩展：控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口。

该产品不提供技术支持 购买前请注意

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《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 别： 自动化工程系 专 业： 测控技术与仪器 班级学号： 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

重庆理工大学毕业设计 三相步进电机驱动电源软件设计

摘要

本文主要是对步进电机的原理及其应用进行介绍，对步进电机的驱动方式分类说明，对驱动电源的软件部分做详细的设计。步进电动机在无位置传感器和速度传感器系统中可以实现精确开环控制,同时又具有价格低廉、易于控制、定位准确和计算机接口易于实现等优点,被广泛应用于机械、仪表、工业控制等领域。然而,步进电动机系统的性能和运行品质在很大程度上取决于驱动电源的结构与性能,性能良好的驱动电源可以在最大程度上改善步进电机系统的性能,减少振荡与失步的发生,在高频运行时能够提供足够的转矩。步进电机多数采用绕组电流控制方式,这种方法可以提高供电电压,在高频运行时具有较好的绕组电流波形,而且可保证在一定频率范围内电流恒定,提高步进电动机的高频特性。步进电动机控制脉冲的环形分配多采用软件实现,与传统的逻辑硬件电路的实现方法相比,其控制更灵活方便,而且易于进行升降速控制。本文在研究三相反应式步进电机工作原理和多种控制方法的基础上,通过proteus对恒流控制电路进行了仿真研究,给出了仿真结果。采用AT89C51单片机为主控制芯