小功率4相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動 及智能驅(qū)動方案

01 小功率4相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動

下面是一種驅(qū)動電路框圖：

達(dá)林頓管陣列ULN2803分別從鎖存器取出第0,2,4,6位和1,3,5,7位去驅(qū)動兩個(gè)步進(jìn)電機(jī).四相步進(jìn)電機(jī)的通電順序可以有幾種:A,B,C,D(4相4拍);AB,BC,CD,DA(4相雙4拍);A,AB,B,BC,C,CD,D,DA(4相8拍).為了兼顧穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)矩和功耗,一般采用4相8拍方式.所有這些方式都可以通過循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)(也要有定期監(jiān)控)，為了使4相8拍容易實(shí)現(xiàn)，鎖存器與驅(qū)動部分采用了交叉連接。

步進(jìn)電機(jī)工作在四相八拍模式（即正轉(zhuǎn)的輸入信號為1000→1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000），對應(yīng)每個(gè)步進(jìn)電機(jī)要有四個(gè)信號輸入端，理論上向端口輸出信號可以控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的工作。寄存器循環(huán)移位奇偶位分別作兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動端的做法，

其思想如下：

LOOP: MOV A,#1110000B;在A寄存器中置入11100000

RR A;右移位

AJMPLOOP;循環(huán)右移位

這樣在寄存器A中存儲的值會有如下循環(huán)11100000→01110000→00111000→00011100→00001110→00000111→10000011→11000001→11100000,其奇數(shù)位有如下循環(huán)1000→1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000,其偶數(shù)位有如下循環(huán)1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000→1100.將A輸出到P0端口，則奇數(shù)位和偶數(shù)位正是我們所需要的步進(jìn)電機(jī)輸入信號。

而事實(shí)上每個(gè)電機(jī)的動作是不同的,為此我們在RAM中為每個(gè)電機(jī)開辟一個(gè)byte的狀態(tài)字節(jié)用以循環(huán)移位.在每一個(gè)電機(jī)周期里,根據(jù)需要對每個(gè)電機(jī)的byte進(jìn)行移位,并用ANL指令將兩個(gè)電機(jī)的狀態(tài)合成到一個(gè)字節(jié)里輸出此時(shí)的A同時(shí)可以控制兩個(gè)電機(jī)了

步進(jìn)電機(jī)的速度由驅(qū)動脈沖的頻率決定,移位的周期不同,電機(jī)的速度也就不同了.前面提到的電機(jī)周期,應(yīng)該取各種可能的周期的最大公約數(shù).換句話說,一旦電機(jī)周期取定,每個(gè)電機(jī)移位的周期應(yīng)該是它的倍數(shù).在程序中,對每個(gè)電機(jī)的相應(yīng)時(shí)刻設(shè)定相應(yīng)的分頻比值,同時(shí)用一個(gè)變量進(jìn)行加一計(jì)數(shù):每到一個(gè)電機(jī)周期若計(jì)數(shù)變量<分頻比值,則計(jì)數(shù)變量加1;若相等,則移位,計(jì)數(shù)變量清零.這樣就實(shí)現(xiàn)了分頻調(diào)速,可以讓多個(gè)電機(jī)同時(shí)以不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn).

另外,也可以采用傳統(tǒng)的查表方式進(jìn)行驅(qū)動,程序稍長,但也比較穩(wěn)定，這種方法非常適合三相步進(jìn)電機(jī)。

02 步進(jìn)電機(jī)的智能驅(qū)動方案

步進(jìn)電機(jī)有可以精確控制的優(yōu)點(diǎn)，但是功耗大，效率低，力矩小。如果選用大功率步進(jìn)電機(jī)，為了降低功耗，可以采取PWM恒流控制的方法?；舅悸肥?，用帶反饋的高頻PWM根據(jù)輸出功率的要求對每相恒流驅(qū)動，總體電流順序又符合轉(zhuǎn)動順序。需要力矩小的時(shí)候應(yīng)及時(shí)減小電流，以降低功耗。該方案實(shí)現(xiàn)的電路，可以采用獨(dú)立的單片機(jī)或CPLD加場效應(yīng)管驅(qū)動電路以及電流采樣反饋電路。

關(guān)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的內(nèi)容就到這里了，是不是對步進(jìn)電機(jī)還有一些疑惑呢？

責(zé)任編輯：PSY

原文標(biāo)題：全！步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)詳細(xì)講解

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