本系統(tǒng)選用單片機智能操控四相步進電機。經(jīng)過按鍵能夠調(diào)四相步進電機的勵磁方法，以及其滾動的圈數(shù)。用LCD顯現(xiàn)步進電機的勵磁方法和滾動的圈數(shù)。LED燈能夠顯現(xiàn)步進電機的作業(yè)狀況。
步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進電機驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向滾動一個固定的視點。能夠經(jīng)過操控脈沖個數(shù)來操控角位移量，從而到達(dá)精確定位的目的；一起能夠經(jīng)過操控脈沖頻率來操控電機滾動的速度和加速度，從而到達(dá)調(diào)速的目的。單片機完成的步進電機操控系統(tǒng)具有成本低、運用靈敏的特色，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、機器人、工業(yè)自動操控以及各種可控的有定位需求的機械東西等應(yīng)用領(lǐng)域。
基本原理
一、步進電機作業(yè)原理
步進電機按相數(shù)分可分為：單相，雙相和多相三種。以下用三相單拍步進電機為例剖析步進電機的作業(yè)原理：
設(shè)Ａ相通電(Ｂ、Ｃ兩相不通電)，發(fā)生Ａ－Ａ’軸線方向的磁通，并經(jīng)過轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合回路。這時Ａ、Ａ’極就變成電磁鐵的Ｎ、Ｓ極。在磁場的效果下，轉(zhuǎn)子總是力求轉(zhuǎn)到磁阻最小的方位，也即是要轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子的齒對齊Ａ，Ａ’極的方位；接著Ｂ相通電(Ａ、Ｃ兩相不通電)，轉(zhuǎn)子便逆時針方向轉(zhuǎn)過３０度，齒對齊B，B’極的方位；C相通電，轉(zhuǎn)子的齒和Ｃ、Ｃ’極對齊。
二、步進電機的驅(qū)動方法
1、單4拍勵磁方法
本系統(tǒng)選用四相步進電機。單四拍勵磁方法即所選用的勵磁方法是依照A、B、C、D、A的次序替換進行線圈的勵磁，每拍只要一個繞組通電。
2、雙4拍勵磁方法
即所選用的勵磁方法是依照AB、BC、CD、DA、AB的次序替換進行線圈的勵磁，每拍有兩個繞組通電。
3、8拍勵磁方法
即所選用的勵磁方法是依照A、AB、B、BC、C、CD、D、DA的次序替換進行線圈的勵磁。
三、本系統(tǒng)各部分硬件電路
1、單片機模塊
用51單片機作為主操控模塊，完成對LCD的顯現(xiàn)操控；
對步進電機勵磁方法的挑選以及旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的操控。按鈕作為輸入操控信號，LED燈作為作業(yè)狀況顯現(xiàn)信號。單片機的18、19腳選用內(nèi)部時鐘銜接2、LCD顯現(xiàn)模塊
Ｐ0口和LCD的數(shù)據(jù)口相連，作為輸出地I/O口。排阻RP1作為上拉電阻。
P2.0～P2.3別離和LCD的位挑選端口相連。本系統(tǒng)選用的LCD是7SEG-MPX4-CC-BLUE共陰數(shù)碼管。當(dāng)位挑選端低電平的時分有用，相應(yīng)的位被挑選顯現(xiàn)。
數(shù)碼管的左邊第一位用于顯現(xiàn)勵磁方法；當(dāng)顯現(xiàn)0時，表明8拍勵磁方法；當(dāng)顯現(xiàn)1時，表明單4拍勵磁方法；當(dāng)顯現(xiàn)2時，表明雙4拍勵磁方法。數(shù)碼管右邊兩位用于顯現(xiàn)步進電機滾動圈數(shù)。
3、步進電機模塊
ULN2003A是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN達(dá)林頓管構(gòu)成的驅(qū)動芯片，用來驅(qū)動步進電機。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL COMS,由達(dá)林頓管構(gòu)成驅(qū)動電路。ULN是集成達(dá)林頓管IC,內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管,它的輸出端允許經(jīng)過電流為200mA，飽滿壓降VCE約1V左右，耐壓BVCEO約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)預(yù)算。選用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。一般單片機驅(qū)動ULN2003時，上拉2K的電阻較為適宜，一起，COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。B1～B4別離操控步進電機的四個相A、B、C、D。
4、指示燈顯現(xiàn)模塊
P2.5～P2.7別離和黃、綠、紅三盞燈相連，黃燈指示回轉(zhuǎn)，綠燈指示正轉(zhuǎn)，紅燈指示中止。
5、按鈕操控模塊
按鈕zz操控步進電機正轉(zhuǎn)；按鈕fz操控步進電機回轉(zhuǎn)；按鈕stop操控作業(yè)中的步進電機暫停；按鈕tx在暫停狀況用于操控步進電機的勵磁方法；按鈕++在暫停狀況用于添加步進電機滾動的圈數(shù)；按鈕--在暫停狀況用于削減步進電機滾動的圈數(shù)。
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