步进电机实验报告

3 步进电机控制实验报告

开课学院及实验室：

学院 年级、专业、班 姓名 学号

实验课程名称 计算机控制技术 成绩

实验项目名称 步进电机控制实验 指导老师

一、 实验目的

1．了解步进电机的工作原理。

2．掌握步进电机的驱动及编程方法。

二、实验原理

步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。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。通过设定脉冲数来使步进电机转过一定的角度。步进电机多为永磁感应式，有两相、四相、六相等多种，实验所用电机为四相八拍式。

三、使用仪器、材料

1．TPCC-III计算机控制技术实验箱一台。

2. 数字式万用表一个。

3．微型计算机一台（安装“DICE计算机控制实验软件”）。

四、实验步骤

本实验使用的AD35-02M型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如

下图3-1。

图3-1 励磁线圈及励磁顺序

图3-2 实验接线图

表3-1 8255B口输出电平在各步中的情况

步骤1：按图3-2接线：

步骤2：在汇编程序编辑界面输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件。打开调试窗口，复位，待出现“Welcome to you!”，装入系统，输入命令“G=2000↙”。

EXP3.ASM汇编程序如下：

STACK SEGMENT STACK

DW 256 DUP(?)

STACK ENDS

DATA SEGMENT

TABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ;Step of motor

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA

START: MOV AX,DATA

第1篇

一、实验目的

1. 了解步进电机的工作原理和驱动方式。

2. 掌握步进电机的控制方法，包括正反转、速度调节和方向控制。

3. 通过实验验证步进电机的性能和稳定性。

二、实验原理

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的电动机，其特点是控制精度高、响应速度快、易于控制。步进电机的工作原理基于电磁感应原理，通过控制电流的通断，使电机绕组产生磁场，从而驱动转子旋转。

三、实验仪器与设备

1. 步进电机实验平台

2. 电脑

3. 步进电机驱动器

4. 步进电机

5. 电源

6. 接线端子

四、实验内容

1. 步进电机驱动电路搭建

2. 步进电机正反转控制

3. 步进电机速度调节

4. 步进电机方向控制

5. 步进电机性能测试

五、实验步骤

1. 步进电机驱动电路搭建 （1）将步进电机驱动器与电脑连接，并确保电源连接正常。

（2）根据步进电机驱动器的说明书，将步进电机、电源和连接端子连接到相应的接口。

（3）检查电路连接是否正确，确保无误。

2. 步进电机正反转控制

（1）编写程序实现步进电机正反转控制。

（2）在电脑上运行程序，观察步进电机正反转是否正常。

3. 步进电机速度调节

（1）编写程序实现步进电机速度调节。

（2）在电脑上运行程序，调整速度参数，观察步进电机转速是否改变。

4. 步进电机方向控制

（1）编写程序实现步进电机方向控制。

（2）在电脑上运行程序，观察步进电机旋转方向是否改变。

5. 步进电机性能测试

（1）测试步进电机的空载转速和负载转速。

（2）测试步进电机的步距角和定位精度。

（3）测试步进电机的稳定性。

六、实验结果与分析

1. 步进电机正反转控制

实验结果显示，步进电机正反转控制正常，转速和方向可调。

2. 步进电机速度调节

实验结果显示，步进电机速度调节正常，转速可调。

3. 步进电机方向控制

实验结果显示，步进电机方向控制正常，旋转方向可调。 4. 步进电机性能测试

步进电机实验报告

北京⼯业⼤学电⼦课程设计报告

（数电部分）

题⽬：步进电机

⼀、设计题⽬

步进电机控制电路

⼆、设计任务和设计要求1.设计任务：本课题要求设计⼀个步进电机的控制电路，该电路能对步进电机的运⾏状态进

⾏控制。2.设计技术指标及设计要求：

基本要求：(1).能控制步进电机正转和反转及运⾏速度，并由LED显⽰运⾏状态。（步进电机⼯作⽅式可为单四拍或双四拍）。A．单四拍⽅式，通电顺序为A—B—C—D—A

B．双四拍⽅式，通电顺序为AB—BC—CD—DA—AB

(2).测量步进电机的步距⾓。（通过实测步进电机旋转⼀周所需要的脉冲数，推算出步进电机的步距⾓）。

扩展要求：设计步进电机的⼯作⽅式为四相⼋拍。C．四相⼋拍⽅式，通电顺序为A—AB—B—BC—C—CD—D—DA—A

(4).参考元器件：步进电机，发光⼆极管，续流⼆极管IN4004，复合三极管

TIP122；5Ω（1W）电阻，其它电容、电阻若⼲。

三、设计框架

⾸先我们先设计⼀个脉冲发⽣电路，我们选择⽤ne555设计这个脉冲发⽣电路，⽤于提供我们整个电路的时钟信号，然后将这个时钟置于74ls161芯⽚的时钟端，使161处于计数状态，然后161会在输出端产⽣0000到1111的序列，这⾥我们只⽤前三个端⼝，然后经过⼀定的组合将这三个端⼝接到74ls138译码器的输⼊端⼝，使译码器处于⼯作状态然后列真值表，确定A、B、C、D四相的逻辑表达式，并按照表达式进⾏组合，最后将A、B、C、D四相分别连接驱动电路，接上电机。我们⾸先形成⼀个脉冲发⽣电路，如图所⽰：

这个脉冲电路⽤于提供整个电路的时钟信号。由于

我们还要实现步进电机的变速，有此电路的频率公

式f=1/[ln2(R1+2R2)C] 和q=(R1+R2)/(R1+2R2)，可知，我们只需改变R1的电阻⼤⼩即可。这样会对

时钟频率产⽣影响，从⽽改变电机的转速。

接下来是环形脉冲分配电路。⾸先我们写出我

们需要的真值表，然后计算出逻辑表达式，最后根

步进电机实验

一、实验目的

1. 测定不同型号步进电机的最大空载启动频率。

2. 测定不同型号步进电机的空载最高转速。

3. 测定不同型号步进电机的空载相电流波形以及随转速变化的规律。

4. 测定不同型号步进电机的空载相电压波形以及随转速变化的规律。

5. 测定不同型号步进电机的负载相电流波形随转速及负载大小变化的规律。

6. 测试不同型号步进电机单步运行。

7. 测试不同型号步进电机加减速运行。

8. 测试不同型号步进电机带加减速的正反转运行。

9. 测试不同型号步进电机带加减速的限定角度范围内运动。

10. 测定单相通入不同电流时不同型号步进电机的矩角特性。

11. 测定两相通入正弦细分电流时不同型号步进电机的矩角特性。

二、实验器材

1. 不同型号的步进电机：

2. 步进电机驱动器（1）

3. 信号发生器（1）

4. 示波器（1）

5. 12V开关电源（1）、24V开关电源（1）

6. 单片机（1）

7. 万用表（1）

8. 角度指示盘（自制）

9. 电子称（1）

10. 沙捅及吊线

三、实验内容、步骤、方法

（一）校正信号发生器实验

1.实验必要性：由于信号发生器显示的方波频率与实际输出的方波频率之间存在一定的误差，为了使实验更加准确，因而首先需要进行校正。

2.校正方法：

（1）将信号发生器置于某一频率档位，在这一频率档位下让频率从最低到最高依次变化，并均匀选取20个频率点，记录信号发生器显示的频率值，同时用示波器观察其实际频率值并记录。

（2）将信号发生器置于不同的档位，重复上面的操作，做好记录。

（二）测定步进电机最大空载启动频率的实验

实验步骤：首先选定某一型号的步进电机，将信号发生器输出方波调至某一频率突加到步进电机驱动器上，观察并记录使得步进电机失步的频率值，则为步进电机的最大启动频率。

（三）测定步进电机空载最高转速的实验

1.实验方法：

（1）通过输入脉冲频率f的测定来计算转速：60200fvm （r/min）