驅(qū)動開發(fā)-步進電機技術(shù)

1、步進電機一、 確定任務1、掌握步進電機的工作原理。2、掌握S5PV210的設備編程3、掌握GPIO接口驅(qū)動步進電機。二、 學習內(nèi)容 1、 閱讀S5PV210數(shù)據(jù)手冊，了解GPIO的使用。2、閱讀原理圖，學習怎樣使用直流電機。三、基礎知識1.硬件知識 四、基本原理步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制機構(gòu)，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。步進電機是一個按照一個固定角度一步一步轉(zhuǎn)動的電機，一旦步進驅(qū)動器接到一個脈沖信號，就會驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響。當步進驅(qū)動器接收到一

2、個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 1. 步進電機的工作原理這里用到的是兩相步進電機，如下圖的步進電機結(jié)構(gòu)圖所示。轉(zhuǎn)子被分為完全對稱的兩段，一段轉(zhuǎn)子的磁力線沿轉(zhuǎn)子表面呈放射形進入定子鐵芯，稱為N極轉(zhuǎn)子；另一段轉(zhuǎn)子的磁力線經(jīng)過定子鐵芯沿定子表面穿過氣隙回歸到轉(zhuǎn)子中去，稱為S極轉(zhuǎn)子。圖中虛線閉合回路為磁力線的行走路線。相應地定子也被分為兩段，其上裝有A、B兩相對稱繞組。同時，沿轉(zhuǎn)子軸在兩

3、段轉(zhuǎn)子中間安裝一塊永磁體，形成定子的N、S極性。從軸向看過去，兩段轉(zhuǎn)子齒中心線彼此錯開半個轉(zhuǎn)子齒距。 圖.兩相步進電機結(jié)構(gòu)圖 通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步，它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、電動機各組繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。關(guān)于兩相步進電機的供電方式，兩相四線的步進電機，有兩個繞組：A、B。在半步供電方式時，電機的通電方式采用順序八拍一個循環(huán)給兩相

4、繞組供電為：八拍，半步：（+A)（+B)（+B)（-A)（+B)（-A)（-B）（-B)（+A)（-B)（+A）。 2. ULN2003A驅(qū)動芯片驅(qū)動ULN2003時，上拉2K的電阻較為合適，同時，COM引腳應該懸空或接電源。ULN2003是一個非門電路，包含7個單元，但獨每個單元驅(qū)動電流最大可達350mA.資料的最后有引用電路，9腳可以懸空。比如1腳輸入，16腳輸出，你的負載接在VCC與16腳之間，不用9腳。uln2003的作用：ULN2003是大電流驅(qū)動陣列,多用于單片機、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動繼電器等負載。輸入5VTTL電平，輸出可達500mA/50V。U

5、LN2003是高耐壓、大電流達林頓陳列,由七個硅NPN達林頓管組成。 該電路的特點如下: ULN2003的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K的基極電阻,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器。ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 ULN2003A引腳圖及功能ULN2003 是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN 達林頓管組成的驅(qū)動芯片。經(jīng)常在以下電路中使用，作為：1、顯示驅(qū)動2、繼電器驅(qū)動3、照明燈驅(qū)動4、電磁閥驅(qū)動5、伺服電機、步進電

6、機驅(qū)動等電路中。ULN2003 的每一對達林頓都串聯(lián)一個2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 在輸入口輸入高電平時o輸出口為低電平o但是在輸入端輸入低電平時o輸出端怎么還是低電平?ULN2003A的輸出結(jié)構(gòu)是集電極開路的，所以要在輸出端接一個上拉電阻，在輸入低電平的時候輸出才是高電平。在驅(qū)動負載的時候，電流是由電源通過負載灌入ULN2003A的。 五、操作步驟1、 在PC 機上建立目錄/gec/stepmotor/driver/將上述的stepmotor.c 和驅(qū)動模塊的 Makefile拷貝到該目錄下執(zhí)行make命令即可生成目標文件stepmotor.ko。2、 將stepmotor.ko下載到目標板上，在終端執(zhí)行：rootgec /tmp# insmod stepmotor.ko 3、 在PC 機上建立目錄/gec/stepmotor/test/將上述的