畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于AT89C51單片機(jī)的混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要本文先介紹了混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了細(xì)分驅(qū)動(dòng)對(duì)于改善步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能的作用，論述了正弦波細(xì)分驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)等步距角、等力矩均勻細(xì)分驅(qū)動(dòng)的原理，提出了一種基于H橋和其他分立元件分配脈沖的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，該方案可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的單拍、半拍、雙拍三種工作方式。本文采用控制電路主要由AT89C51單片機(jī)、晶振電路、地址鎖存器、譯碼器、液晶顯示電路組成，單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心。文中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)及硬件電路和驅(qū)動(dòng)軟件的實(shí)現(xiàn)都做了詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；正弦脈寬調(diào)制；混合式步進(jìn)電機(jī)；細(xì)分驅(qū)動(dòng)The Design of Stepper Motor ControllerABSTRACTIn th

2、is paper, the working principle and configuration of three-phase hybrid Stepper are introduced, then based on technologies such as stepper motor controller, PWM inverter and microcontroller. In the thesis, we develop a single chip computer -based digital controlling system for a three-phase hybrid s

3、tepper motor that is mainly constructed from a AT89C51 single chip computer and ST7920IC which is used as the core of control parts. The systems whole architecture, the design of hardware and software are introduced in detail.KEY WORDS: Microcontroller，SPWM，Hybrid stepper motor，Micro-stepping driver

4、目 錄1緒論 TOC o 1-3 h z u * MERGEFORMAT HYPERLINK l _Toc240211887 1.1 步進(jìn)電機(jī)概述 PAGEREF _Toc240211887 h 1 HYPERLINK l _Toc240211888 1.2 步進(jìn)電機(jī)的特征 PAGEREF _Toc240211888 h 1 HYPERLINK l _Toc240211889 1.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc240211889 h 2 HYPERLINK l _Toc240211891 1.4 課題研究的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc240211891 h 3 HYP

5、ERLINK l _Toc240211892 2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方案論證 PAGEREF _Toc240211892 h 5 HYPERLINK l _Toc240211893 2.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc240211893 h 5 HYPERLINK l _Toc240211894 2.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn) PAGEREF _Toc240211894 h 5 HYPERLINK l _Toc240211895 2.3 混合式步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路分類(lèi)和性能比擬 PAGEREF _Toc240211895 h 6 HYPERLINK l _Toc240211896

6、 雙極性驅(qū)動(dòng)器與單極性驅(qū)動(dòng)器 PAGEREF _Toc240211896 h 6 HYPERLINK l _Toc240211897 2.3.2 單電壓驅(qū)動(dòng)方式 PAGEREF _Toc240211897 h 8 HYPERLINK l _Toc240211898 2.3.3 上下壓驅(qū)動(dòng)方式 PAGEREF _Toc240211898 h 9 HYPERLINK l _Toc240211899 2.3.4 斬波恒流驅(qū)動(dòng) PAGEREF _Toc240211899 h 10 HYPERLINK l _Toc240211900 2.4 方案確實(shí)定 PAGEREF _Toc240211900 h 1

7、1 HYPERLINK l _Toc240211901 3 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240211901 h 12 HYPERLINK l _Toc240211902 3.1單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc240211902 h 12 HYPERLINK l _Toc240211903 3.2 紅外遙控電路 PAGEREF _Toc240211903 h 13 HYPERLINK l _Toc240211904 3.2.1 紅外發(fā)射電路 PAGEREF _Toc240211904 h 13 HYPERLINK l _Toc240211905 紅外接收

8、電路 PAGEREF _Toc240211905 h 15 HYPERLINK l _Toc240211906 3.3 LCD顯示電路 PAGEREF _Toc240211906 h 15 HYPERLINK l _Toc240211907 3.4 雙機(jī)通訊 PAGEREF _Toc240211907 h 17 HYPERLINK l _Toc240211908 3.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)局部 PAGEREF _Toc240211908 h 17 HYPERLINK l _Toc240211909 單極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) PAGEREF _Toc240211909 h 17 HYPERLINK l _T

9、oc240211910 3.5.2 雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) PAGEREF _Toc240211910 h 18 HYPERLINK l _Toc240211911 3.6 電源電路 PAGEREF _Toc240211911 h 19 HYPERLINK l _Toc240211912 4 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240211912 h 21 HYPERLINK l _Toc240211913 4.1 主機(jī)LCD顯示菜單程序 PAGEREF _Toc240211913 h 21 HYPERLINK l _Toc240211914 4.2 雙機(jī)通訊程序 PAGEREF _Toc24021

10、1914 h 22 HYPERLINK l _Toc240211915 4.3 下位機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 PAGEREF _Toc240211915 h 24 HYPERLINK l _Toc240211916 5 驅(qū)動(dòng)器試驗(yàn)結(jié)果 PAGEREF _Toc240211916 h 25 HYPERLINK l _Toc240211917 5.1 概述 PAGEREF _Toc240211917 h 25 HYPERLINK l _Toc240211918 5.2 試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)論 PAGEREF _Toc240211918 h 25 HYPERLINK l _Toc240211919 總結(jié) PAGE

11、REF _Toc240211919 h 27 HYPERLINK l _Toc240211922 致謝28 HYPERLINK l _Toc240211923 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc240211923 h 291 緒論1.1 步進(jìn)電機(jī)概述步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)及其功率驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成一個(gè)開(kāi)環(huán)的定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(即步距角)。脈沖輸入越多，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度就越多；輸入脈沖的頻率越高，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快。因此可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而到達(dá)準(zhǔn)確定位的目的；同

12、時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，從而到達(dá)調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)種類(lèi)，根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)不同，可分為常用三大類(lèi):反響式(VR，也稱(chēng)磁阻式)、永磁式(PM)，混合式(HB)。其中混合式步進(jìn)電機(jī)兼有反響式和永磁式的優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。1.2 步進(jìn)電機(jī)的特征步進(jìn)電機(jī)具有自身的特點(diǎn)，歸納起來(lái)有：1位置及速度控制簡(jiǎn)便：步進(jìn)電機(jī)在輸入脈沖信號(hào)時(shí)，可以依輸入的脈沖數(shù)量做固定角度的旋轉(zhuǎn)而得到靈活的角度控制(位置控制)。因?yàn)樗俣群洼斎朊}沖的頻率成正比，運(yùn)轉(zhuǎn)速度可在相當(dāng)寬范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。2可以直接進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制：因?yàn)椴骄嗾`差不長(zhǎng)期累積，可以不需要速度傳感器以及位置傳感器，就能以輸入的脈沖數(shù)量和頻率構(gòu)成具有

13、一定精度的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。3高可靠性：不使用電刷，電機(jī)的壽命長(zhǎng)，僅取決于軸承的壽命。4具定位保持力矩：永磁式、混合式步進(jìn)電機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)下(無(wú)脈沖信號(hào)輸入時(shí))，仍具有勵(lì)磁保持力矩，故即使不靠機(jī)械式的剎車(chē)，也能做到停止位置的保持。5中低速時(shí)具備高轉(zhuǎn)矩：步進(jìn)電機(jī)在中低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，能夠較同級(jí)伺服電機(jī)提供更大的扭力輸出。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)也有自己的一些缺點(diǎn)： eq oac(,1)步進(jìn)電機(jī)帶慣性負(fù)載的能力較差。 eq oac(,2)不能直接使用普通的交直流電驅(qū)動(dòng)，而必須使用專(zhuān)用設(shè)備-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。 eq oac(,3)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。 eq oac(,4)從應(yīng)用的角度來(lái)看，嚴(yán)重制約步進(jìn)電機(jī)

14、的兩個(gè)問(wèn)題是失步和振蕩。由于步進(jìn)電機(jī)在大多數(shù)情況下采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式，它的主要運(yùn)行性能完全依賴(lài)于驅(qū)動(dòng)器、負(fù)載和電機(jī)本身。有多種情況會(huì)產(chǎn)生失步，比方起動(dòng)或停止頻率超過(guò)突跳頻率，電機(jī)高速運(yùn)行的脈沖頻率超過(guò)了最大運(yùn)行頻率，所帶負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，共振等。通過(guò)改善驅(qū)動(dòng)器的性能，可以減小運(yùn)行中失步的可能。步進(jìn)電機(jī)的低頻振蕩是另一個(gè)需要解決的問(wèn)題。步進(jìn)電機(jī)在極低頻率下做連續(xù)步進(jìn)運(yùn)行，即每改變一次通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。如果阻尼較小，這種運(yùn)動(dòng)是一個(gè)衰減的振蕩過(guò)程，轉(zhuǎn)子是按自由振蕩頻率振蕩幾次才衰減到新的平衡位置而停止下來(lái)。每來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子都從新的轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)的躍變中獲得一次能量的補(bǔ)充，這種能量越大，

15、振蕩越厲害。當(dāng)脈沖頻率等于或者接近于電機(jī)的自由振蕩頻率時(shí)電時(shí)機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的低頻共振，甚至失步導(dǎo)致無(wú)法工作。一般不允許在共振頻率下運(yùn)行，從驅(qū)動(dòng)器的方面來(lái)看，使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以有效的克服低頻共振的危害。1.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述步進(jìn)電機(jī)的工作必須使用專(zhuān)用設(shè)備步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器針對(duì)每一個(gè)步進(jìn)脈沖，按一定的規(guī)律向電機(jī)各相繞組通電(勵(lì)磁)，以產(chǎn)生必要的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和控制器構(gòu)成了不可分割的3大局部。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能除與電機(jī)自身的性能有關(guān)外，在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)器性能的優(yōu)劣。當(dāng)電機(jī)和負(fù)載己經(jīng)確定之后，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能就完全取決于驅(qū)動(dòng)控制方法。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的開(kāi)展先后

16、有單電壓驅(qū)動(dòng)、上下壓驅(qū)動(dòng)、斬波恒流驅(qū)動(dòng)、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)和細(xì)分驅(qū)動(dòng)等.(1) 單電壓驅(qū)動(dòng)：主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、本錢(qián)低，通常在繞組回路中串接電阻，以改善電路的時(shí)間常數(shù)來(lái)提高電機(jī)的高頻特性。缺點(diǎn)是串接電阻將產(chǎn)生大量的熱，對(duì)驅(qū)動(dòng)器的正常工作極其不利，尤其是在高頻工作時(shí)更加嚴(yán)重，因而它只適用于小功率或?qū)π阅苤笜?biāo)要求不高的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。(2) 上下壓驅(qū)動(dòng)：電機(jī)每相繞組導(dǎo)通時(shí)，首先施加高電壓，使電流快速上升，當(dāng)電流上升到額定值時(shí)，將高電壓切斷，回路電流以低電壓電源維持。這種方式由于電流波形得到了很大改善，電機(jī)的矩頻特性較好，起動(dòng)和運(yùn)行頻率得到了較大提高。但由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)反電勢(shì)、相間互感等因素的影響易使電流波形的

17、頂部呈凹形，致使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩有所下降且需要雙電源供電。(3) 斬波恒流驅(qū)動(dòng)：為了彌補(bǔ)上下壓驅(qū)動(dòng)電路中電流波形的下凹，提高輸出轉(zhuǎn)矩，人們研制出斬波電路，采用斬波技術(shù)使繞組電流在額定值上下成鋸齒形波動(dòng)，流過(guò)繞組的有效電流相應(yīng)增加，故電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，而且不需外接電阻，整個(gè)系統(tǒng)的功耗下降，效率較高，因而斬波恒流驅(qū)動(dòng)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。(4) 調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)：特點(diǎn)是施加在電機(jī)繞組的電壓隨工作頻率的變化作相應(yīng)的改變，步進(jìn)電機(jī)在低頻時(shí)工作在低壓狀態(tài)，減少能量的注入，從而抑制振蕩；在高頻時(shí)工作在高壓狀態(tài)，使電機(jī)有足夠的驅(qū)動(dòng)力矩。因而系統(tǒng)效率、運(yùn)行特性等都有了明顯改善。(5) 細(xì)分驅(qū)動(dòng)：它是將電機(jī)繞組中的電流細(xì)分

18、，由常規(guī)的矩形波供電改為階梯波供電。這樣，繞組中的電流經(jīng)過(guò)假設(shè)干個(gè)階梯上升到額定值，或以同樣的方式從額定值下降。雖然細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜，但在不改變電機(jī)內(nèi)部參數(shù)的情況下，使步距角減小到原來(lái)的幾分之一至幾十分之一，使步距角不再受電機(jī)結(jié)構(gòu)和制造工藝的限制。由于繞組的電流變化幅度也大大減小，從而極大的改善步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，提高勻速性，減輕甚至消除振蕩。近幾年來(lái)，由于微處理機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)在驅(qū)動(dòng)器中獲得了廣泛應(yīng)用。1.4 課題研究的主要內(nèi)容本課題以設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為主要目標(biāo)，主要內(nèi)容有：(1) 采用正弦脈寬調(diào)制技術(shù)、電流跟蹤技術(shù)和細(xì)分技術(shù)實(shí)現(xiàn)

19、對(duì)電機(jī)相電流的控制，以克服傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)下步進(jìn)電機(jī)低速振動(dòng)、存在共振現(xiàn)象、噪音大、高速轉(zhuǎn)矩小等缺點(diǎn)。(2) 用開(kāi)關(guān)電源為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路供電，減小驅(qū)動(dòng)器的體積和重量，提高電源效率。(3) 驅(qū)動(dòng)器的采用分立元件組成單電壓驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)單極性步進(jìn)電機(jī)用H橋驅(qū)動(dòng)雙極性步進(jìn)電機(jī)，因此只用一路電源，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)化。(4) 控制電路主要由AT89C51單片機(jī)、晶振電路、地址鎖存器、譯碼器、EEPROM存儲(chǔ)器及液晶顯示芯片ST7920，單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心。采用了單排6鍵的鍵盤(pán)、液晶顯示芯片ST7920，該芯片能自動(dòng)完成對(duì)顯示的刷新，自帶有中文字庫(kù)，使用非常方便。雙機(jī)通訊電路，該電路能大大節(jié)省主機(jī)CPU的開(kāi)銷(xiāo)

20、，提高了可靠性和電路的工作效率。2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方案論證2.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介步進(jìn)電機(jī)不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用專(zhuān)用設(shè)備步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，除與電機(jī)本身的性能有關(guān)外，也在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。典型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)本體三局部組成。步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)，每發(fā)一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，即步進(jìn)一步。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的上下、升速或降速、啟動(dòng)或停止都完全取決于脈沖的有無(wú)或頻率的上下?？刂破鞯姆较蛐盘?hào)決定步進(jìn)電機(jī)的順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。通常，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由邏輯控制電路

21、、功率驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路和電源組成。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一旦接收到來(lái)自控制器的方向信號(hào)和步進(jìn)脈沖，控制電路就按預(yù)先設(shè)定的電機(jī)通電方式產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)各相勵(lì)磁繞組導(dǎo)通或截止信號(hào)?？刂齐娐份敵龅男盘?hào)功率很低，不能提供步進(jìn)電機(jī)所需的輸出功率，必須進(jìn)行功率放大，這就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功率驅(qū)動(dòng)局部。功率驅(qū)動(dòng)電路向步進(jìn)電機(jī)控制繞組輸入電流，使其勵(lì)磁形成空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。保護(hù)電路在出現(xiàn)短路、過(guò)載、過(guò)熱等故障時(shí)迅速停止驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的運(yùn)行。2.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：(1) 各相繞組都是開(kāi)關(guān)工作。多數(shù)電機(jī)繞組都是連續(xù)的交流或直流供電，而步進(jìn)電機(jī)各相繞組都是脈沖式供電，所

22、以繞組電流不是連續(xù)的而是斷續(xù)的。(2) 步進(jìn)電機(jī)各相繞組都是在鐵心上的線(xiàn)圈，所以都有比擬大的電感。繞組通電時(shí)，電流上升受到限制，因此影響電機(jī)繞組電流的大小。(3) 繞組斷電時(shí)，電感中磁場(chǎng)的儲(chǔ)能將維持繞組中已有的電流不能突變，結(jié)果使應(yīng)該電流截止的相不能立即截止。為使電流盡快衰減，必須設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦m(xù)流回路。繞組導(dǎo)通和截止過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生較大的反電勢(shì)，而截止時(shí)的反電勢(shì)將對(duì)驅(qū)動(dòng)器功率器件的平安產(chǎn)生十分有害的影響，使整個(gè)系統(tǒng)的使用受到影響。(4) 電機(jī)運(yùn)行時(shí)在各相繞組中將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電勢(shì)，這些電勢(shì)的方向和大小將對(duì)繞組電流產(chǎn)生很大的影響。由于旋轉(zhuǎn)電勢(shì)根本上與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)速越高，電勢(shì)越大，繞組電流越小，從而使電

23、機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速升高而下降。(5) 電機(jī)繞組中有電感電勢(shì)、互感電勢(shì)、旋轉(zhuǎn)電勢(shì)。這些電勢(shì)與外加電壓共同作用于功率器件。當(dāng)其疊加結(jié)果使電機(jī)繞組兩端的電壓大大超過(guò)電源電壓時(shí)，使驅(qū)動(dòng)器工作條件更為惡化。(6) 混合式步進(jìn)電機(jī)的繞組必須用雙極性電源供電，也就是說(shuō)，繞組有時(shí)需通正向電流，有時(shí)需通反向電流。所以，根據(jù)以上的特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器必須要保證步進(jìn)電機(jī)繞組有足夠的電壓、電流和正確的波形，而且同時(shí)要保證驅(qū)動(dòng)器功率放大器件平安運(yùn)行，還應(yīng)有較高的效率、較小的功耗、較低的本錢(qián)，這就要求選用適宜的功率器件合理設(shè)計(jì)線(xiàn)路。2.3 混合式步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路分類(lèi)和性能比擬與反響式和永磁式相比，混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行特

24、性具有很多優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外已是步進(jìn)電機(jī)系列的主流?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)在開(kāi)展和成熟的過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)各種各樣的驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式。根據(jù)主電路結(jié)構(gòu)的不同可分為單極性驅(qū)動(dòng)、雙極性驅(qū)動(dòng)、全H橋和多相橋驅(qū)動(dòng)；根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同又可分為單電壓驅(qū)動(dòng)、上下壓驅(qū)動(dòng)、斬波恒流驅(qū)動(dòng)、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)、電流細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。 雙極性驅(qū)動(dòng)器與單極性驅(qū)動(dòng)器混合式步進(jìn)電機(jī)要求雙極性供電，也就是要求電機(jī)勵(lì)磁繞組有時(shí)通正向電流，有時(shí)通反向電流。在步進(jìn)電機(jī)開(kāi)展的初期，電子技術(shù)開(kāi)展水平有限，為了簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路，采用單極性電路。將電機(jī)繞組采取雙線(xiàn)并繞，一相繞組分成二相，其中之二正向通電，另一那么反向通電，這樣可單極性供電而到達(dá)正、反向勵(lì)磁

25、的目的(圖1)。最簡(jiǎn)單的兩相電機(jī)單極性驅(qū)動(dòng)電路，只要用四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本錢(qián)低，電機(jī)的繞組在同一時(shí)間只能有一半通電，因此繞組的電感小，有利于電機(jī)的高速性能；缺點(diǎn)是每次只使用了繞組的一半，中低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩不如整個(gè)繞組勵(lì)磁的電機(jī)。而且電機(jī)引線(xiàn)過(guò)多，兩相電機(jī)需要六個(gè)引出端，三相電機(jī)需要9個(gè)引出端，五相電機(jī)那么需要15個(gè)引出端，使得單極性驅(qū)動(dòng)器與三、五相電機(jī)之間連線(xiàn)太復(fù)雜，因此僅用于兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。 圖1 單極性驅(qū)動(dòng)電路隨著電子技術(shù)的開(kāi)展，電子元器件價(jià)格的降低，雙極性驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)變得容易，本錢(qián)也增加不多，因此現(xiàn)在絕大多數(shù)混合式步進(jìn)電機(jī)使用雙極性驅(qū)動(dòng)。對(duì)電機(jī)繞組雙向供電的典型結(jié)構(gòu)是H橋式電

26、路，如圖2所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)管T1，T4導(dǎo)通、T2，T3截止時(shí)，電流經(jīng)T1、電機(jī)繞組和T4到地；Tl，T4截止、T2，T3導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)T3、電機(jī)繞組和T2到地；可見(jiàn)電流方向相反。Dl，D2，D3和D4四個(gè)二極管組成續(xù)流回路。電機(jī)每一相繞組需四只開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器本錢(qián)比擬高。電機(jī)的相數(shù)增多時(shí)，H橋式電路需要功率管數(shù)多的缺點(diǎn)較為突出，例如五相電機(jī)就需要20只功率管。圖2 H橋驅(qū)動(dòng)電路多相橋式電路，也叫多相半橋電路，這種電路比H橋減少了一半的晶體管，降低了驅(qū)動(dòng)器的本錢(qián)、體積和發(fā)熱。采用多相橋式電路時(shí)，電機(jī)相繞組間通常為星形或多邊形聯(lián)接，圖3是三相混合式步進(jìn)電機(jī)繞組二種聯(lián)接的例子。星形接法時(shí)，二相繞組串聯(lián)

27、起來(lái)一起跨接到功放電源上，每相繞組的端電壓大約只有功放級(jí)電壓的一半，因此系統(tǒng)運(yùn)行的高頻特性和動(dòng)態(tài)性能，比用H橋式驅(qū)動(dòng)電路時(shí)低。如果想要獲得與H橋驅(qū)動(dòng)相近的性能，那么繞組的匝數(shù)應(yīng)減半或加倍相繞組的電壓。電機(jī)繞組為三角形聯(lián)接時(shí)，功放橋的電壓直接加到每一相繞組上，相繞組的電壓較高，高頻運(yùn)行及動(dòng)態(tài)響應(yīng)比星形接法時(shí)好，與H橋驅(qū)動(dòng)時(shí)相接近。但由于二相繞組的電流同時(shí)流經(jīng)一個(gè)功率管，每個(gè)開(kāi)關(guān)管的電流最大時(shí)約為相電流的二倍，即為H橋驅(qū)動(dòng)或星型接法驅(qū)動(dòng)時(shí)的二倍。這兩種接法共同的特點(diǎn)在于，電機(jī)三相電流不是獨(dú)立可調(diào)的，根據(jù)基爾霍夫定理，電機(jī)三相電流必須滿(mǎn)足一個(gè)約束方程： 圖3 三相電機(jī)多相橋驅(qū)動(dòng)的三角形和星形接法 單

28、電壓驅(qū)動(dòng)方式單電壓驅(qū)動(dòng)方式是指步進(jìn)電機(jī)繞組上加上恒定的電壓V，這種驅(qū)動(dòng)方式的電路相當(dāng)簡(jiǎn)單，流經(jīng)繞組中的電流以時(shí)間常數(shù)L/R(L為繞組的電感，R為繞組的電阻)上升，直到到達(dá)額定電流I=V/R。當(dāng)電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)繞組的電流還未上升到額定電流就被關(guān)斷，相應(yīng)的平均電流減少而導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩下降。為改善高速運(yùn)行的電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性，通常在連接電機(jī)繞組的線(xiàn)路中串聯(lián)一個(gè)無(wú)感電阻來(lái)減少電氣時(shí)間常數(shù)，同時(shí)成比例的增加電源電壓以保持額定電流不變(圖4)。單電壓驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元件少、本錢(qián)低、可靠性高。缺點(diǎn)是串入電阻將加大功耗，降低功放電路的功率，必須具備相應(yīng)的散熱條件才能保證電路穩(wěn)定可靠的工作。所以這種電

29、路一般僅適合于驅(qū)動(dòng)小功率步進(jìn)電機(jī)或?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能要求不高的情況。圖4 單電壓驅(qū)動(dòng) 上下壓驅(qū)動(dòng)方式為了改善驅(qū)動(dòng)器的高頻特性，就必須提高導(dǎo)通電流的前沿，即提高電源電壓，但是電壓提高的同時(shí)也會(huì)使相繞組電流增大，必須加限制電阻，參加電阻后又會(huì)引起發(fā)熱，加劇功率的損耗，降低效率。為了解決這些問(wèn)題，又產(chǎn)生了上下壓驅(qū)動(dòng)電路。上下壓驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是不管電動(dòng)機(jī)的工作頻率如何，在導(dǎo)通相的前沿用高電壓供電來(lái)提高電流的前沿上升率，而在前沿過(guò)后用低電壓來(lái)維持繞組的電流。上下壓驅(qū)動(dòng)的原理線(xiàn)路如圖5所示。圖5 上下壓驅(qū)動(dòng)電路原理圖 圖6 斬波驅(qū)動(dòng)電路原理圖1整形電路 2脈沖分配器 3控制門(mén)4高壓前置放大器 5低壓前置放

30、大器上下壓驅(qū)動(dòng)可保證在很寬的頻段內(nèi)繞組都有較大的平均電流，在截止時(shí)又能迅速釋放，能夠產(chǎn)生較大的且較穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩。其優(yōu)點(diǎn)是：功耗小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，高頻性能較好。但是也存在著低頻振蕩加劇，波形呈凹形，驅(qū)動(dòng)電源和大功率管數(shù)量加倍，本錢(qián)上升的缺點(diǎn)。2.3.4 斬波恒流驅(qū)動(dòng)恒流斬波驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)是目前步進(jìn)電機(jī)控制的主流技術(shù)之一，斬波電路的出現(xiàn)是為了彌補(bǔ)上下壓驅(qū)動(dòng)電路波形呈凹形的缺陷，使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的平均值根本恒定。同時(shí)電機(jī)的高頻響應(yīng)得以提高，共振現(xiàn)象減弱。其電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。斬波驅(qū)動(dòng)中，雖然電路較復(fù)雜，但是由于驅(qū)動(dòng)電壓較高，電機(jī)繞組回路又沒(méi)有串入電阻，整個(gè)系統(tǒng)功耗下降很多，所以電流上升快。當(dāng)?shù)竭_(dá)所需要

31、的電流時(shí)，由于取樣電阻的反響作用，使繞組電流根本恒定，從而保證在很大的頻率范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩根本恒定。而輸出轉(zhuǎn)矩是步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)重要性能指標(biāo)，當(dāng)我們使電機(jī)的繞組電流恒定在一個(gè)較高的數(shù)值時(shí)，就可提升電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，為克服步進(jìn)電機(jī)在高頻時(shí)牽出轉(zhuǎn)矩下降的問(wèn)題，很多文獻(xiàn)提出了一些新的恒流斬波驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。但是，恒流斬波技術(shù)不能解決步進(jìn)電機(jī)本身所固有的低頻振動(dòng)問(wèn)題，無(wú)法克服步進(jìn)電機(jī)因受步距角限制而不能實(shí)現(xiàn)多種步距角控制的缺陷。只有與單拍和雙拍運(yùn)行時(shí)相對(duì)應(yīng)的兩種步距角。2.4 方案確實(shí)定比照上面的各種方案方案，各有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。電流滯環(huán)型由于不需要三角載波環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比擬簡(jiǎn)單。而固定開(kāi)關(guān)頻

32、率型在電磁噪聲和輸出電流諧波方面具有優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中考慮到本錢(qián)和驅(qū)動(dòng)電路精度要求的問(wèn)題，雙極性步進(jìn)電機(jī)采用H橋驅(qū)動(dòng)，單極性步進(jìn)電機(jī)采用分立元件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。3 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章在以上章節(jié)的理論分析根底上，充分從實(shí)踐的角度出發(fā)，主要介紹了該混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的硬件設(shè)計(jì)局部，對(duì)硬件電路的總體設(shè)計(jì)方案及每個(gè)主要組成局部的功能及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述和分析。系統(tǒng)的框圖如圖7所示：圖7 系統(tǒng)框圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)集成度高，具有豐富的內(nèi)部資源，再加上少量的外圍擴(kuò)展電路就可以構(gòu)成體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)且性?xún)r(jià)比高的控制系統(tǒng)。Intel公司一直致力

33、于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)研究，不斷推出了許多功能更多，使用更方便的單片機(jī)系列，1980年在MCS-48的根底之上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51。與MCS-48系列相比，MCS-51系列單片機(jī)有更高的集成度，更豐富的指令系統(tǒng)，更好的可擴(kuò)展性，以后好多系列的的單片機(jī)都是基于51核的。8051單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)中最根底的單片機(jī)型號(hào)，廣泛應(yīng)用己各個(gè)工程領(lǐng)域。本系統(tǒng)便采用了此款單片機(jī)。圖8給出了它的最小系統(tǒng)電路圖。圖8單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2 紅外遙控電路紅外線(xiàn)屬于不可見(jiàn)光。與可見(jiàn)光不同，其波長(zhǎng)為850-11000nm，是人眼看不見(jiàn)的光線(xiàn)。紅外線(xiàn)遙控器已被廣泛使用在各種類(lèi)型的家電產(chǎn)品上，它的出

34、現(xiàn)給使用電器提供了很多 的便利。紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接收設(shè)備兩大局部組成。 紅外發(fā)射電路紅外發(fā)射裝置可由鍵盤(pán)電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。該電路采用調(diào)幅方式，載波信號(hào)頻率采用最常用的38KHZ。當(dāng)編碼調(diào)制信號(hào)為高時(shí)，有載波信號(hào)輸出；但編碼調(diào)制信號(hào)為低時(shí)，載波信號(hào)不輸出。已調(diào)制的信號(hào)為斷續(xù)的等幅信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)，信號(hào)波形如圖9所示。圖9 信號(hào)波形圖調(diào)制信號(hào)時(shí)將指令編碼后輸出的信號(hào)。用MC145026做編碼器。電路原理圖如圖10所示：圖10 遙控器發(fā)射電路圖中74LS147是優(yōu)先編碼器。從8條數(shù)據(jù)線(xiàn)2SW1-2SW8輸入的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)被74LS147編碼為4線(xiàn)BCD碼

35、8-4-2-1，再送MC145026，形成串行編碼信號(hào)輸出到NE555，產(chǎn)生調(diào)制、載波輸出。圖中R1，C2和電位器D1配合NE555產(chǎn)生38KHZ的載波信號(hào)。MC145026發(fā)送串行編碼脈沖。MC145026的引腳A1-A5為地址輸入端，每一位都可設(shè)定為0，1和“開(kāi)路3個(gè)狀態(tài)。圖中僅采用了0和“開(kāi)路這兩個(gè)狀態(tài)，MC145026的地址設(shè)置應(yīng)與解碼器MC145027配對(duì)，否那么不能解碼。紅外發(fā)射電路板用4節(jié)5號(hào)電池供電。紅外發(fā)射電路板到接收器在主板上的距離應(yīng)在10m以?xún)?nèi)，以保證信號(hào)的可靠收/發(fā)。 紅外接收電路紅外接收設(shè)備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成。接收振蕩頻率應(yīng)與發(fā)射振蕩頻

36、率相同?？紤]到用集成電路HS0038A2做紅外接收頭，其載波頻率為38KHZ。與MC145026編碼器配套的解碼器為MC145027。接收電路原理圖如圖11所示：圖11 遙控器接收電路圖中HS0038A2是集成紅外接收頭。因?yàn)樗妮敵鲂盘?hào)與解碼器的輸入信號(hào)反向，故加三極管Q1作為反相器。當(dāng)MC145027收到信號(hào)并解碼成功后，其VT端出現(xiàn)高電平，同時(shí)輸出解碼后的4位數(shù)據(jù)HD0-HD3。將VT信號(hào)反向，即可產(chǎn)生中斷信號(hào)INT0，向CPU申請(qǐng)中斷。在中斷效勞子程序中安排從輸入端口讀取這4位數(shù)據(jù)HD0-HD3。3.3 LCD顯示電路ST7920是臺(tái)灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)的中文圖形控制芯片，它是一種內(nèi)置1

37、286412漢字圖形點(diǎn)陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。該芯片共內(nèi)置8192個(gè)中文漢字1616點(diǎn)陣、128個(gè)字符的ASCII字符庫(kù)816點(diǎn)陣及64256點(diǎn)陣顯示RAMGDRAM。為了能夠簡(jiǎn)單、有效地顯示漢字和圖形，該模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有2MB的中文字型CGROM和64256點(diǎn)陣的GDRAM繪圖區(qū)域；同時(shí)，該模塊還提供有4組可編程控制的1616點(diǎn)陣造字空間；除此之外，為了適應(yīng)多種微處理器和單片機(jī)接口的需要，該模塊還提供了4位并行、8位并行、2線(xiàn)串行以及3線(xiàn)串行等多種接口方式。利用上述功能可方便地實(shí)現(xiàn)漢字、ASCII碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示，所有這些功能包括顯示RAM、字符產(chǎn)生器以及液晶

38、驅(qū)動(dòng)電路和控制器都包含在集成電路芯片里，因此，只要一個(gè)最根本的微處理系統(tǒng)就可以通過(guò)ST7920芯片來(lái)控制其它的芯片。ST7920的主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性如下：電源：VDD (2.75.5V)5V(內(nèi)置升壓電路，一般無(wú)需負(fù)壓)；功耗：正常模式：450，睡眠模式：3A，低功耗模式：30A；顯示內(nèi)容：128列 64行；顯示顏色：黃綠；顯示角度：6：00鐘直視；LCD類(lèi)型：STN；與MCU接口：8位并行3位串行；配置有LED背光顯示功能；帶有自動(dòng)啟動(dòng)復(fù)位按鈕(reset)；軟件功能設(shè)置：畫(huà)面去除、光標(biāo)顯示隱藏、光標(biāo)歸位、顯示翻開(kāi)關(guān)閉、顯示字符閃爍、光標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫(huà)面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠喚

39、醒、關(guān)閉顯示、自定義字符、睡眠模式等。原理圖如圖12所示：圖12顯示電路原理圖3.4 雙機(jī)通訊在計(jì)算機(jī)冗余控制和分布式測(cè)控系統(tǒng)中，主要采用串行通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。8051單片機(jī)自備串行接口，為機(jī)間通信提供了極為便利的條件。雙擊通信也稱(chēng)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，用于雙機(jī)冗余控制單片機(jī)和單片機(jī)之間交換信息，也用于單片機(jī)和通用微機(jī)間的信息交流。在本設(shè)計(jì)中由于液晶顯示占用了80C51的大量資源，考慮到端口擴(kuò)展與存儲(chǔ)器擴(kuò)展的本錢(qián)問(wèn)題，采用雙機(jī)通信既方便又實(shí)惠。硬件電路原理圖如圖13所示：圖13 雙機(jī)通訊電路原理圖3.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)局部 單極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單極性步進(jìn)電機(jī)單相驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖14所示：圖14 單

40、極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路AT89C2051將控制脈沖從P1口的P1.4P1.7輸出，經(jīng)74LS14反相后進(jìn)入9014，經(jīng)9014放大后控制光電開(kāi)關(guān)，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓和電流放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組。使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作。圖中L1為步進(jìn)電機(jī)的一相繞組。AT89C2051選用頻率12MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對(duì)上位機(jī)脈沖信號(hào)周期的影響。圖3中的RL1RL4為繞組內(nèi)阻，50電阻是一外接電阻，起限流作用，也是一個(gè)改善回路時(shí)間常數(shù)的元件。D1D4為續(xù)流二極管，使電機(jī)繞組產(chǎn)生的反

41、電動(dòng)勢(shì)通過(guò)續(xù)流二極管D1D4而衰減掉，從而保護(hù)了功率管TIP122不受損壞。在50外接電阻上并聯(lián)一個(gè)200F電容，可以改善注入步進(jìn)電機(jī)繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻性能。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200電阻可減小回路的放電時(shí)間常數(shù)，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，也起到提高高頻工作性能的作用。 雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單相驅(qū)動(dòng)電路如圖15所示：圖15雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖中A0.A3為一對(duì)控制線(xiàn)圈電流的一個(gè)方向，A2.A4 為一對(duì)控制線(xiàn)圈電流的另一個(gè)方向。3.6 電源電路LM2575系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器52kHz和基

42、準(zhǔn)穩(wěn)壓器1.23V，并具有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。LM2575系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： 最大輸出電流：3A； 最高輸入電壓：LM2575為40V，LM2575HV為60V； 輸出電壓：3.3V、5V、12V、15V和ADJ可調(diào)等可選； 振動(dòng)頻率：52kHz； 轉(zhuǎn)換效率：75%88%不同電壓輸出時(shí)的效率不同； 控制方式：PWM； 工作溫度范圍：-40 +125 工作模式：低功耗/正常兩種模式可外部控制； 工作模式控制：TTL電平兼容； 所需外部元件：僅四個(gè)不可調(diào)或六個(gè)可調(diào)； 器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制； 封裝形式：

43、TO-220或TO-263。 LM2575內(nèi)部包含52kHz振蕩器、1.23V基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、放大器、比擬器及內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。為了產(chǎn)生不同的輸出電壓，通常將比擬器的負(fù)端接基準(zhǔn)電壓1.23V，正端接分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，這樣可根據(jù)輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中R1=1k可調(diào)-ADJ時(shí)開(kāi)路，R2分別為1.7k3.3V、3.1k5V、8.84k12V、11.3k15V和0-ADJ，上述電阻依據(jù)型號(hào)不同已在芯片內(nèi)部做了精確調(diào)整，因而無(wú)需使用者考慮。將輸出電壓分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出同內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值1.23V進(jìn)行比擬，假設(shè)電壓有偏差，那么可用放大器控制內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓

44、保持穩(wěn)定。硬件電路如圖16所示：圖16 電源電路4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主機(jī)LCD顯示菜單程序 圖17主機(jī)LCD顯示菜單程序4.2 雙機(jī)通訊程序圖18 發(fā)送程序圖19 接收程序4.3 下位機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 圖20 從機(jī)程序圖21 從機(jī)中斷程序5 驅(qū)動(dòng)器試驗(yàn)結(jié)果這章節(jié)主要是列出幾組所測(cè)試的混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)波形圖，以及一些主要的分析結(jié)果。介紹了驅(qū)動(dòng)器的控制面板并用圖片展示了所做的驅(qū)動(dòng)器的外殼和內(nèi)部電路板結(jié)構(gòu)?？傊畯母鞣矫孑^詳細(xì)的說(shuō)明了所研制的驅(qū)動(dòng)器的性能特點(diǎn)。5.1 概述這局部主要是對(duì)該二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的性能進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)它是否能完成設(shè)定的一些任務(wù)，是否能到達(dá)預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。主要測(cè)試內(nèi)容包括：工作電壓范圍檢測(cè)；工作電流范圍檢測(cè)；電機(jī)正/反轉(zhuǎn)經(jīng)測(cè)試論證，結(jié)果說(shuō)明該驅(qū)動(dòng)器根本滿(mǎn)足設(shè)定的功能要求，性能良好。實(shí)驗(yàn)儀器：(1)兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本體實(shí)物圖如下列圖22所示。 圖