51單片機輕松入門—基于STC15W4K系列（C語言版）
李友全 編著 詳見:http://m.raoushi.com/bbs/dpj-37954-1.html
第15章 步 進 電 機 測 試 1 步進電機特點 2 步進電機的3種勵磁方式 3 步進電機驅動電路 4 步進電機驅動實例 步進電機特點： 1 步進電機特點 ①步進電機旋轉角度和輸入脈沖成正比，通常市面所售步進電機說明書會說明 其步進角（也就是一個脈沖所產生的旋轉角度），比如常見的小體積永磁式電機 的步進角是7.5°，則送給它48個脈沖使步進電機正好轉動一圈。
② 步進電機轉角誤差很小，沒有累積誤差，因此控制步進電機正反轉還是會回 到原來的位置，不會因為誤差累積而使初始位置越來越遠。 ③ 具有自保持特性，任何一相線圈加上電源后，電機本身具有自保持力矩，不 送脈沖情況下會停止在一定位置，不會改變。 ④ 步進電機空載最高啟動頻率一般能達到450Hz，使用頻率不能超過允許最高頻 率，否則電機只能振動，無法運轉。 ⑤ 常見步進電機供電電壓是5V、12V、24V，供電電壓允許誤差±10%，電機外殼 上一般都會對供電電壓規格作相應標識。 步進電機內部線圈電路圖：
外部接口
2 步進電機的3種勵磁方式 依次改變電流所流過的線圈，就可以讓步進電機轉動，如果順序相反的話，電機 就會反方向轉動，比如圖13-1電機有A，/A，B，/B共4組線圈，最簡單的方式就是 依次將電流按A，B，/A，/B順序導入4組線圈，不同的導入方式會產生不同的結 果，電流的導入稱為勵磁，勵磁有3種方式。 （1）1相勵磁（也稱為單4拍） 這種勵磁方式是將電流一次只導入一組線圈中，每次可移動一個步進角，這種 勵磁方式產生的力矩小，噪音振動最大，勵磁順序如表15-1所示，其中H表示勵 磁，L表示未勵磁，圖15-2是對應波形圖。 表15-1 圖15-2 （2）2相勵磁（也稱為雙4拍） 這種勵磁方式是將電流一次導入兩組線圈中，每次可移動一個步進角，由于同時 有2個線圈被勵磁，因此產生的力矩較大，噪音振動比1相勵磁小，勵磁順序如表 15-2所示，圖15-3是對應波形圖，按照表15-2的方式依1、2、3、4的順序分別將4 組線圈中的2組線圈勵磁，步進電機會轉動4個步進角，如果反方向勵磁（也就是以4、3、2、1的順序），步進電機就按反方向轉動4個步進角。
（3）1-2相勵磁（也稱為8拍） 這種勵磁方式是上述兩種勵磁方式的綜合，將A、B兩相采用交互勵磁的方式 進行，將電流第一次導入一組線圈中，在第二次導入兩組線圈，每次可移動半 個步進角，是噪音振動最小的一種勵磁方式，勵磁順序如表15-3所示，圖15-4 是對應波形圖，按照表15-3的方式依1、2、3、4、5、6、7、8的順序分別將4組 線圈勵磁，步進電機會轉動4個步進角（雖然勵磁8次，但因每次都只前進半個 步進角，總和還是4個步進角）。 3 步進電機驅動電路 步進電機典型驅動電路如圖15-5所示，有時為了增加電機輸出力矩，在不增加電源電壓和驅動脈 沖寬度的前提下，可將圖15-5中的4只反峰電壓保護二極管1N4007去掉，只要電機繞組斷電瞬間 產生的電壓峰值不超過TIP122的極限電壓100V即可，這樣就成了圖15-6的電路，TIP122內部CE間 已集成反向二極管，為了減輕內部反向二極管負擔，所以外部并接了1N4007給電機繞組提供反向 電流通路，圖15-7與圖15-8是實測的TIP122集電極電壓波形與TIP122發射極電流波形（即電機繞 組電流波形）。 圖15-5 步進電機典型驅動電路圖 15-6 增加驅動力矩的電路
GND 圖15-7 典型電路波形 圖15-8 增加力矩電路的波形 4步進電機驅動實例 例15.1 步進電機正反轉測試，使用圖15-7或圖15-8的電路，采用1-2相勵磁，要求上電后順轉 200步，然后反轉200步，如此循環，完整實驗代碼如下。使用P20、P21、P22、P23口驅動電機 #include "STC15W4K.H " unsigned char code BiaoGe[8]={0x08,0x0C,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09}; void PROT_Init(void) { P2M1 = 0x80; // 1000 0000 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、接驅動功率管，推挽輸出 P2M0 = 0x0f; // 0000 1111 P2.7 接接霍爾傳感器信號輸入，高阻輸入 } void shun200() // 順轉200步 { unsigned int i; unsigned char n; n=0; for(i=0;i<400;i++) // 200步，i/2為實際步數 { P2=BiaoGe[n]|0xf0; // 不影響P2口高4位 delay3ms(); n=n+1; if (n>7) { n=0; } } P2&=0xf0; // 保證電機繞組斷電 } void fan200() // 反轉200步 { unsigned int i; unsigned char n; n=8; for(i=0;i<400;i++) // 200步，i/2為實際步數
P2=BiaoGe[n]|0xF0; // 不影響P2口高4位 delay3ms(); if (n==0) { } P2&=0xf0; // 保證電機繞組斷電 } void main(void) { PROT_Init(); // 初始化端口 while(1) { shun200(); delay1s(); fan200(); delay1s(); } }
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2016-3-28 22:29 上傳
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