基于单片机的步进电机细分驱动系统设计

基于51单片机步进电机的控制及细分驱动电路

悬赏分：20 | 解决时间：2009-6-22 21:11 | 提问者：sailorman123

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拜求高手指点，希望能附带相应的电路图，和一定的说明。。。谢谢给位大虾了！！！

最佳答案

参考：

/chary8088/blog/item/177332ce39cef70a92457ea9.html

接触单片机快两年了，不过只是非常业余的兴趣，实践却不多，到现在还算是个初学者吧。这几天给自己的任务就是搞定步进电机的单片机控制。以前曾看过有关步进电机原理和控制的资料，毕竟自己没有做过，对其具体原理还不是很清楚。今天从淘宝网买了一个EPSON的UMX-1型步进电机，此步进电机为双极性四相，接线共有六根，外形如下图所示：

拿到步进电机，根据以前看书对四相步进电机的了解，我对它进行了初步的测试，就是将5伏电源的正端接上最边上两根褐色的线，然后用5伏电源的地线分别和另外四根线（红、兰、白、橙）依次接触，发现每接触一下，步进电机便转动一个角度，来回五次，电机刚好转一圈，说明此步进电机的步进角度为360/(4×5)＝18度。地线与四线接触的顺序相反，电机的转向也相反。

如果用单片机来控制此步进电机，则只需分别依次给四线一定时间的脉冲电流，电机便可连续转动起来。通过改变脉冲电流的时间间隔，就可以实现对转速的控制；通过改变给四线脉冲电流的顺序，则可实现对转向的控制。所以，设计了如下电路图：

C51程序代码为：

代码一

#include

static unsigned int count;

static unsigned int endcount;

void delay();

void main(void)

{

count = 0;

P1_0 = 0;

P1_1 = 0;

P1_2 = 0;

P1_3 = 0;

EA = 1; //允许CPU中断

1 第1章 绪论 ............................................................................................................................ 2

1.1 引言 ........................................................................................................................... 2

1.2 步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 ........................................................... 4

1.2.1 常见的步进电机控制方案 ............................................................................ 4

1.2.2 步进电机驱动技术 ........................................................................................ 6

1.3 本文研究的内容 ....................................................................................................... 8

第2章 步进电机概述 ............................................................................................................ 9

2.1 步进电机的分类 ....................................................................................................... 9

基于TSC87C51的步进电机细分控制电路的设计

摘要:本文通过合理选择步进电机相绕组细分电流波形,提出并介绍了基于TSC87C51单片机控制的步进电机恒流均匀细分驱动方案及实现技术。

关键词:恒转矩 斩波恒流 均匀细分 驱动电路

1、引言

步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的电磁机械装置,它输出的角位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比,是一种输出与输入脉冲对应的增量驱动元件。该元件具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,已经在当今工业上得到广泛的应用。但其步矩角较大,一般为1．5°～3°,满足不了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。实现细分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。

本文在选择了合理的电流波形的基础上,提出了基于TSC87C51单片机控制的恒流细分驱动方案,其运行功耗小,可靠性高,通用性好,具有很强的实用性。

2、硬件设计要求及原理

2.1 设计要求

（1）供电电源:10V～40VDC容量0.03KVA。（2）输出电流:共分0.9A、1.2A、1.5A、1.8A、2.1A、2.4A、2.7A、3.0A8档可选,以配合不同电机使用。（3）驱动方式:恒相流PWM控制。（4）细分选择:整步、半步、4细分、8细分、16细分、32细分、64细分的七种细分模式可选。（5）自动半电流:若上位机在半秒中内没有发出步进脉冲,驱动器自动进入节电的半电流运行模式。

2.2 电气接口要求

2.2.1 输入信号

脉冲信号输入:脉冲信号,5mA～12mA,高电平+5V电平,脉冲信号,最高频率为70KHz。方向信号输入:高、低电平,5mA～12mA,高电平+5V。脱机信号输入:高、低电平,5mA～12mA,高电平+5V。公共端输入:+5V电源。

2.2.2 输出信号

两相步进电机绕组接口:绕组A接:A+,A-;绕组B接:B+,B-。

2.3 硬件设计原理

单片机在步进电机细分驱动系统的应用

随着工业自动化的不断发展和技术的不断创新，步进电机成为了目前最为广泛应用的一种控制马达。而在步进电机的驱动系统中，单片机作为一种高效、灵活的控制芯片，可以通过对步进电机细分驱动实现更加精准、高效、低噪声的控制。

一、步进电机细分驱动系统概述

步进电机细分驱动系统是将每一步的动作拆分成多个小步进行控制，从而提高步进电机旋转的精度和平稳度。常用的细分控制方法有全步进、半步进、四分步、八分步和十六分步等，在步进电机驱动系统控制中，通过不同的细分方式来实现步进电机的精细控制，还可以增加步进电机的转矩，并减小噪声和振动等。

二、单片机在步进电机细分驱动系统中的应用

单片机具有高效、灵活、可编程性强和易于集成等特点，可以更好的实现对步进电机的细分控制。单片机应用于步进电机细分驱动系统时，通过对系统进行编程实现对步进电机的细分控制，可以精确地控制步进电机的旋转角度和速度，控制步进电机运动过程中的步数和旋转方向等，从而达到精细控制的目的。单片机在步进电机细分驱动系统中可以实现以下功能： 1.多种细分方式控制。通过单片机的编程实现不同的细分方式控制，可以实现全步进、半步进、四分步、八分步和十六分步等多种细分方式，灵活控制步进电机的工作状态。

2.旋转角度和速度控制。通过单片机的编程实现对步进电机的旋转角度和速度进行控制，可以精确地控制步进电机的运动状态，从而达到要求。

3.步数和旋转方向控制。通过单片机的编程实现对步数和旋转方向控制，可以实现步进电机的正/反向旋转控制和精确定位功能，提高步进电机的工作精度。

三、单片机在步进电机细分驱动系统中的优势

1.高灵活性。单片机可以根据不同的应用场合和要求进行编程，实现多样化、灵活性高的步进电机细分驱动控制。

2.精细控制能力强。单片机能够实现精细控制，通过不同的细分方式，实现步进电机旋转角度和速度的控制，提高整个步进电机驱动系统的工作精度。