微机原理步进电机控制实验.docVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 17 装 订 线 微型计算机原理综合实验 题目： 步进电机控制 学 院 电子信息工程学院 学科门类 工 科 专 业 电气工程及其自动化 学 号 姓 名 指导教师 2009 年 12 月 13 日 步进电机控制 摘 要 本实验通过设计电路， 装 订 线 编写程序来驱动步进电机的转动。采用开环控制方式，使之能对步进电机的转动方向，速度和角度进行调节。所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，即电机转动依次。根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。实验中采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍，电压为DC12v 装 订 线 关键词 8255、步进电机、驱动电路、源程序、流程图、汇编语言 目录 一．实验目的3 二．设计要求3 三．设计原理3 四．硬件工作原理6 五．程序框图7 六．总结与体会9 参考文献9 一．实验目的 1.1掌握微机原理程序设计方法，达到运用所学知识来应用于实践的目的; 1.2培养学生查阅资料、使用工程设计标准、手册及编写设计技术的能力； 1.3培养初步掌握设计开发产品的能力，了解微机控制系统的一般设计方法。1.4掌握汇编语言在硬件编程方面的应用 1.5复习模拟电路的基本知识 二．设计要求 2.1外设电路要求 设计电路，使其能够驱动步进电机转动，所需元件及器材由实验室提供，其中步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，电源取自实验箱。根据相应状态，利用数码管完成输出显示。数据的输入采用键盘、输出采用实验箱上8255单元完成。 2.2程序要求 编写程序，控制步进电机的运转，要求可调整步进电机运转的方向和速度。选择合适的设计方案，并进行理论阐述。编制相应的控制程序，要求有程序流程图，程序加注释。绘制实现电路原理图，所有图纸均用计算机绘制。 三．设计原理 3.1工作过程 一、步进电机的概述及四相八拍步进电机的工作原理： 步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进位移，正常运行情况下，它每转一周是有固定的步数。 该步进电机为四相八拍步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。 当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。 图1 四相步进电机步进示意图 四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示： a. 单四拍 b. 双四拍 c八拍 图2步进电机工作时序波形图 35BYJ46步进电机为四相八拍，其相序表如下： 步序?PA3?PA2?PA1?PA0?对应A口输出值??? ?????? 1?0?0?0?1?01H??? ?????? 2?0?0?1?1?03H??? ?????? 3?0?0?1?0?02H??? ?????? 4?0?1?1?0?06H??? ?????? 5?0?1?0?0?04H??? ?????? 6?1?1?0?0?0CH??? ?????? 7?1?0?0?0?08H??? ?????? 8?1?0?0?1?09H? 步进电机的工作方式： 35BYJ46 有四相ABCD，如果对各个相依次单独通电，A-B-