步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)參考
功能模塊設(shè)計(jì)
本模塊可分為如下3個(gè)部分：
· 單片機(jī)系統(tǒng)：控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；
· 外圍電路：PIC單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的接口電路；
· PIC程序：編寫單片機(jī)控制步進(jìn)電功機(jī)的接口程序，實(shí)現(xiàn)三角波信號(hào)的輸出功能。
（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與單片機(jī)的接口。
單片機(jī)是性能極佳的控制處理器，在控制步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，接口部件必須要有下列功能。
①電壓隔離功能。
單片機(jī)工作在5V，而步進(jìn)電機(jī)是工作在幾十V，甚至更高。一旦步進(jìn)電機(jī)的電壓串到單片機(jī)中，就會(huì)損壞單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)會(huì)干擾單片機(jī)，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)工作失誤，因此接口器件必須有隔離功能。
②信息傳遞功能。
接口部件應(yīng)能夠把單片機(jī)的控制信息傳遞給步進(jìn)電機(jī)回路，產(chǎn)生工作所需的控制信息，對(duì)應(yīng)于不同的工作方式，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生相應(yīng)的工作控制波形。
③產(chǎn)生所需的不同頻率。
為了使步進(jìn)電機(jī)以不同的速度工作，以適應(yīng)不同的目的，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生不同的工作頻率。
（2）電壓隔離接口。
電壓隔離接口專用于隔離低壓部分的單片機(jī)和高壓部分的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，以保證它們的正常工作。
電壓隔離接口可以用脈沖變壓器或光電隔離器，現(xiàn)在基本上是采用光電隔離器。單片機(jī)輸出信號(hào)可以通過TTL門電路或者直接送到晶體管的基極，再由晶體管驅(qū)動(dòng)光電耦合器件的發(fā)光二極管。
發(fā)光二極管的光照到光電耦合器件內(nèi)部的光敏管上，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路，電流放大接口是步進(jìn)電機(jī)功放電路的前置放大電路。它的作用是把光電隔離器的輸出信號(hào)進(jìn)行電流放大，以便向功放電路提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。
（3）工作方式接口和頻率發(fā)生器。
用單片機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，需要在輸入輸出接口上用3條I／0線對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，這時(shí)，單片機(jī)用I／O口的RA0、RAI、RA2控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的三相。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式一般分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制兩種控制方式，其中開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)最簡(jiǎn)單的控制方式就是玎環(huán)控制系統(tǒng)，在這種控制方式下，步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的輸入并不依賴于轉(zhuǎn)子的位置，而是按一固定的規(guī)律發(fā)出控制脈沖，步進(jìn)電機(jī)僅依靠這一系列既定的脈沖而工作，這種控制方式由于步進(jìn)電機(jī)的獨(dú)特性而比較適合于控制步進(jìn)電機(jī)，適合于我國(guó)的國(guó)情這種種控制方式的特點(diǎn)是：控制簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格較低，這種控制方式特別在開環(huán)控制中，負(fù)載位置對(duì)控制電路沒有反饋。
因此，步進(jìn)電機(jī)必須『F確地響應(yīng)每次勵(lì)磁的變化，如果勵(lì)磁變化太快，電機(jī)不能移動(dòng)到新的位置，那么實(shí)際負(fù)載位置與理想位置就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)偏差，在負(fù)載基本不變時(shí)，控制脈沖序列的產(chǎn)生較為簡(jiǎn)單，但是在負(fù)載的變化可能較大的場(chǎng)合，控制脈沖序列的產(chǎn)生就很難照顧全面，就有可能出現(xiàn)失步等現(xiàn)象目前隨著微機(jī)的應(yīng)用普及，依靠微機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)一些較復(fù)雜的步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖序列的產(chǎn)生。
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