基于proteus的步進電機控制

一、步進電機常識

常見的步進電機分三種：永磁式（PM），反應式（VR）和混合式（HB），永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；反應式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。

二、永磁式步進電機的控制

圖1　35BY48S03型步進電機的接線圖

圖1是該電機的接線圖，從圖中可以看出，電機共有四組線圈，四組線圈的一個端點連在一起引出，這樣一共有5根引出線。要使用步進電機轉動，只要輪流給各引出端通電即可。將COM端標識為C，只要AC、/AC、BC、/BC，輪流加電就能驅動步進電機運轉，加電的方式可以有多種，如果將COM端接正電源，那么只要用開關元件（如三極管），將A、/A、B、/B輪流接地。

下表列出了該電機的一些典型參數(shù)：

表1　35BY48S03型步機電機參數(shù)

有了這些參數(shù)，不難設計出控制電路，因其工作電壓為12V，最大電流為0.26A，因此用一塊開路輸出達林頓驅動器（ULN2003）來作為驅動，通過P1.4~P1.7來控制各線圈的接通與切斷，電路如圖所示。

圖2　單片機控制35BY48S03型步進電機的電路原理圖

開機時，P1.4~P1.7均為高電平，依次將P1.4~P1.7切換為低電平即可驅動步進電機運行，注意在切換之前將前一個輸出引腳變?yōu)楦唠娖健Ｈ绻淖冸姍C的轉動速度只要改變兩次接通之間的時間，而要改變電機的轉動方向，只要改變各線圈接通的順序。

三、步進電機的驅動實例

要求：控制電路如圖2所示，開機后，電機不轉，按下啟動鍵，電機旋轉，速度為25轉/分，按下加1鍵，速度增加，按下減1鍵，速度降低，最高速度為100轉/分，最低轉帶為25轉/分，按下停止鍵，電機停轉。速度值要求在數(shù)碼管上顯示出來。

1、要求分析

按上面的分析，改變轉速，只要改變P1.0~P1.3輪流變低電平的時間即可達到要求，這個時間不應采用延時來實現(xiàn)，因為會影響到其他功能的實現(xiàn)。這里以定時的方式來實現(xiàn)。下面首先計算一下定時時間。

按要求，最低轉速為25轉/分，而上述步進電機的步距角為7.5，即每48個脈沖為1周，即在最低轉速時，要求為1200脈沖/分，相當于50ms/脈沖。而在最高轉速時，要求為100轉/分，即48000脈沖/分，相當于12.5ms/脈沖。可以列出下表：

表2　步進電機轉速與定時器定時常數(shù)關系

表中不僅計算出了TH1和TL1，而且還計算出了在這個定時常數(shù)下，真實的定時時間，可以根據(jù)這個計算值來估算真實速度與理論速度的誤差值。

表中TH1和TL1是根據(jù)定時時間算出來的定時初值，這里用到的晶振是11.0592M。有了上述表格，程序就不難實現(xiàn)了，使用定時/計數(shù)器T1為定時器，定時時間到后切換輸出腳即可。

2、程序實現(xiàn)

定義DSB－1A實驗板的S1為啟動鍵，S2為停止鍵，S3為加1鍵，S4為減1鍵，程序如下：

StartEndbit01H;起動及停止標志

MinSpdEQU25;起始轉動速度

MaxSpdEQU100;最高轉動速度

SpeedDATA23H;流動速度計數(shù)

DjCountDATA24H;控制電機輸出的一個值，初始為11110 111

HiddenEQU10H;消隱碼

CounterDATA57H;顯示計數(shù)器

DISPBUFDATA58H;顯示緩沖區(qū)

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG 000BH

JMP DISP

ORG 001BH

JMP DJZD

ORG30H

MAIN:

MOVSP,#5FH

MOVP1,#0FFH

MOV A,#Hidden

MOV DispBuf,A

MOV DispBuf+1,A

MOV DispBuf+2,A

MOV DjCount,#11110111B

MOVSPEED,#MinSpd;起始轉動速度送入計數(shù)器

CLRStartEnd;停轉狀態(tài)

MOV TMOD,#00010001B ;

MOV TH0,#HIGH(65536-3000)

MOV TL0,#LOW(65536-3000)

MOV TH1,#0FFH;

MOV TL1,#0FFH

SETB TR0

SETB EA

SETB ET0

SETB ET1

LOOP: ACALLKEY;鍵盤程序

JNBF0,m_NEXT1 ;無鍵繼續(xù)

ACALLKEYPROC ;否則調(diào)用鍵盤處理程序

m_NEXT1:

MOV A,Speed

MOV B,#10

DIV AB

MOV DispBuf+5,B ;最低位

MOV B,#10

DIV AB

MOV DispBuf+4,B

MOV DispBuf+3,A

JB StartEnd,m_Next2

CLR TR1 ;關閉電機

ORL P1,#11110000B

JMP LOOP

m_Next2:

SETB TR1 ;啟動電機

AJMPLOOP ;主程序結束