步进电机控制详解.doc

杭州电子科技大学 电子系统设计综合实验 设计报告 实验名称: 步进电机控制 实验序号: 4 小 组 号: 4A 姓名学号: 张永 黄涛 郑康佳 指导教师: 黄继业 2015年1月4日 引言： 步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。常见的步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）。实验中使用的是永磁式步进电机24BY 型，下图是该电机的接线图，从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有5 根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将COM 端标识为C，只要AC、A C、BC、B C，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将COM 端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管），将A、A 、B、B 轮流接地。 实验要求： （基本）：控制四相六线式步进电机的转动（四相八拍方式） （基本）：显示步进电机的转动圈数、角度和方向 （扩展）：用非接触的方式实时监测步进电机的工作状态 实验器材清单： 名称 型号 数量 驱动芯片 L298 1片 霍尔元件 cs3144 1个 二极管 8050 8个 电容 100uf、0.1uf 各2个 电阻 2K 1个 四：实验电路原理图 1：驱动电路原理图： 2:驱动电路工作原理： L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别 接两电机。IN1、IN2、IN3、IN4引脚从单片机接输入控制电平，控制电机正反转。 3：L298控制单双八拍的逻辑表： A电机 B电机 IN1 IN2 IN3 IN4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 4.霍尔模块电路图 4：霍尔模块工作原理： 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。根据这些输出的脉冲可以实现实时监测电机的工作状态。 5.实验所用的程序代码： 源码目录： USER: main.c STM32: (库文件) Driver: key.c key.h stepmotor.c stepmotor.h key.c key.h TIM3.c TIM3.h 12864.c 12864.h /* 要求： 控制步进电机转动，8拍 显示步进电机转动圈数，角度，方向。 非接触方式实时监测 */ #include stepmotor.h #include TIM3.h #include key.h #include 12864.h #include stm32f10x_exti.h u8 i,j,keynum,direction=0; u16 Speedtime,loop_num1=0,loop_num2=0,interrupt_num=0,interrupt_speed=0; double angle=0; EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; void EXTIX_Init(void) { RCC_