步进电机的简单控制电路.doc

电子课程设计报告 题目名称： 步进电机的简单控制电路 姓 名： 专 业： 电子信息工程 班级学号： 同 组 人： 指导教师： 南昌航空大学信息工程学院 2010年 3 月 10 日 摘要 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 　　步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。 关键字：分时，多相，时序控制，双环形脉冲 目录 前言……………………………………………………………………4 第一章 设计内容及要求……………………………………………5 第二章 设计方案……………………………………………………6 第三章 单元电路设计………………………………………………8 第四章 实验、调试及分析…………………………………………10 第五章 结论…………………………………………………………11 第六章 心得体会……………………………………………………12 参考文献………………………………………………………………13 附录A…………………………………………………………………13 附录B…………………………………………………………………14 前言 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步进电机件。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，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，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以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。 一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个脉冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。步进电机控制一般基于单片机控制，设计比较简单，性能更加稳定。 本次课设采用数字逻辑电路模拟步进电机的简单控制。由555产生CP脉冲，经过74LS191计其脉冲的个数，再经过74LS138译码器分频后来控制4个LED的工作。由开关控制74LS191的加、减计数和清零来实现4个LED的正反转和复位。另外由另一个555控制一个74LS161的工作使计数器在单位时间内计数，并由数码管显示。从而实现步进电机转速的测量。 第一章 设计内容及要求 〖基本要求〗：采用数字电路实现步进电机的简单控制，能够实现步进电机根据输入的脉冲旋转相应的圈数，可以实现复位、正反转控制。实际试验由可以使用4个LED代替4个线圈 〖提高要求〗:显示输入的脉冲数目，从而显示转速 〖主要参考元器件〗:74LS74,74LS08,74LS157,7406 第二章 设计方案 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。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 如下所示的步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工