步進電機控制器的設(shè)計

1、LimsEER電子實驗報告東南大學(xué)電工電子實驗中心實驗報告課程名稱：電路與電子線路實驗1第4次實驗實驗名稱： 步進電機控制器的設(shè)計院（系）：專 業(yè)：姓 名：學(xué) 號：實驗室：實驗組別：同組人員：實驗時間：年 月曰ILimsEER 電子實毀報告評定成績： 審閱教師:一、實驗內(nèi)容要求1.步進電機控制器的設(shè)計基本要求：設(shè)計環(huán)形脈沖分配器，實現(xiàn)對步進電機驅(qū)動電路的控制；自學(xué)555集成定時器的應(yīng)用方法，并為環(huán)形脈沖分配器提供脈沖 提高要求：自行設(shè)計步進電機的驅(qū)動電路，實現(xiàn)對步進電機的正反轉(zhuǎn)控制二、實現(xiàn)方案利用2片移位寄存器74LS194實現(xiàn)步進電機的四相八拍和四相四拍正轉(zhuǎn)反 轉(zhuǎn)。為方便敘述實現(xiàn)方案，將2片

2、移位寄存器74LS194分別命名為M1，M2。四相八拍反轉(zhuǎn)：將移位寄存器M1置數(shù)A=1，B=1，C=1，D=0；將移位寄存器 M2置數(shù)A=0，B=0，C=0，D=0；將移位寄存器M1的左移置數(shù)端SL接到移位寄存 器M2的輸出端QA ；同樣將移位寄存器M2的左移置數(shù)端SL接到移位寄存器M1 的輸出端QA；將移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 進電機的A相，B相，C相，D相分別和QA，QC，QA，QC相連接。當(dāng)移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1時，M1和M2均實現(xiàn)置數(shù)，當(dāng)S1,S0接1、0 時，M1和M2均實現(xiàn)向左移位，則此時將M1和M2的輸出狀態(tài)表中A

3、,B,C,D四個 相為1的列出：ABf Af DA*Df CD*Cf BCf B，故步進電機能實現(xiàn)四相八拍反轉(zhuǎn)。四相八拍正轉(zhuǎn)：將移位寄存器M1置數(shù)A=0，B=1，C=1，D=1 ；將移位寄存器 M2置數(shù)A=0，B=0，C=0，D=0；將移位寄存器M1的右移置數(shù)端SR接到移位寄存 器M2的輸出端QD ；同樣將移位寄存器M2的右移置數(shù)端SR接到移位寄存器M1 的輸出端QD；將移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 進電機的A相，B相，C相，D相分別和QA，QC，QA，QC相連接。當(dāng)移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1時，M1和M2均實現(xiàn)置數(shù)，當(dāng)S1,S0接0、

4、1 時，M1和M2均實現(xiàn)向右移位，則此時將M1和M2的輸出狀態(tài)表中A,B,C,D四個 相為1的列出：Bf BCf Cf CDf Df DAf Af AB，故步進電機能實現(xiàn)四相八拍正轉(zhuǎn)。四相四拍反轉(zhuǎn)：將移位寄存器M1置數(shù)A=1，B=1，C=0，D=0；將移位寄存器 M2置數(shù)A=0，B=0，C=0，D=0；將移位寄存器M1的左移置數(shù)端SL接到移位寄存 器M2的輸出端QA ；同樣將移位寄存器M2的左移置數(shù)端SL接到移位寄存器M1 的輸出端QA；將移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 進電機的A相，B相，C相，D相分別和QA，QC，QA，QC相連接。當(dāng)移位寄存 器M1和M2

5、的使能端S1,S0接1、1時，M1和M2均實現(xiàn)置數(shù)，當(dāng)S1,S0接1、0 時，M1和M2均實現(xiàn)向左移位，則此時將M1和M2的輸出狀態(tài)表中A,B,C,D四個 相為1的列出：AfDfCfB，故步進電機能實現(xiàn)四相四拍反轉(zhuǎn)。四相四拍正轉(zhuǎn)：將移位寄存器M1置數(shù)A=0，B=0，C=1，D=1 ；將移位寄存器 M2置數(shù)A=0，B=0，C=0，D=0；將移位寄存器M1的右移置數(shù)端SR接到移位寄存 器M2的輸出端QD ；同樣將移位寄存器M2的右移置數(shù)端SR接到移位寄存器M1 的輸出端QD；將移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 進電機的A相，B相，C相，D相分別和QA，QC，QA，Q

6、C相連接。當(dāng)移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1時，M1和M2均實現(xiàn)置數(shù)，當(dāng)S1,S0接0、1 時，M1和M2均實現(xiàn)向右移位，則此時將M1和M2的輸出狀態(tài)表中A,B,C,D四個 相為1的列出：BfCfDfA，故步進電機能實現(xiàn)四相四拍正轉(zhuǎn)。三、電路設(shè)計及仿真使用Multisim軟件設(shè)計的可實現(xiàn)步進電機的四相八拍和四相四拍正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 的電路圖如下圖1所示：=1251rXT!Aa*3CPCg開關(guān)A日CD控制 U衛(wèi)的初始置數(shù)開關(guān)E控制 U1,U2的 $1 端 開美F控制 U1.U2的瀏端圖1步進電機四相八拍、四相四拍正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)電路圖四、電路測試結(jié)果使用Multisim軟件中的邏輯分析儀對圖1所

7、示電路圖進行測試分析，得到 的波形圖如下圖2，圖3，圖4，圖5所示。波形圖中，從上到下的四根波形依 次表示步進電機的A相，B相，C相，D相。四相八拍反轉(zhuǎn)的波形圖如下圖2所示:Time 360.000m 408.KK)Fn456.000m5O4.(Wm552.KKm 600.000mTerm 1.1.H.H.H.111111111111111111111111111111111111111111111Term 22ri-1 ii1 iL iiiiiiiiTerm 4i 1 i 1 1 i 1 1 i i i i i i i i i i i i i i i i i11iiiiiiiiiTenpCi

8、iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiit1 : 11: 1: 1:11Term fl111111111111111111111111111121111111111 111111,Term 10111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111Term 11Tenn 2Tenn圖2四相八拍反轉(zhuǎn)波形圖四相八拍正轉(zhuǎn)的波形圖如下圖3所示：Time 2-W.OTOm 2&8.(Wm336.0OTm384.OT0m432.000m 4B0.0OTm

9、TOC o 1-5 h z Terml 毛:!:IIIIIIIII 倒2：1 II 1 II 1 II :工IIIIIIIIIIIiI1 II 1III1Tenn 4:；：:;:;II II IIIIL*| *|IIIIIIIII-I-IIIIIIIIII ernt t*iiiiiiiiiiiiiii： in!ii!ir i:IIIIIIIIITerm fliiiiiiiiiiiiiiiiiEP|IipiIiI土Iiiiiiiii,iiiiiiiii任麗怦:；：:;:;TemiH：IIIIIIIIITern 2；： t!:IIIIIIIIITermIIIIIIII T5 U:圖3四相八拍正轉(zhuǎn)波形圖Time 圖4四相四拍反轉(zhuǎn)波形圖四相四拍正轉(zhuǎn)的波形圖如下圖5所示:326.000m 374WOm518.000m 566.000mTime (s)422.000m470.000m圖5四相四拍正轉(zhuǎn)波形圖五、實驗總結(jié)本實驗利用2片移位寄存器7