基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（全解析）

　　單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低、使用靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人，定量進(jìn)給、工業(yè)自動(dòng)控制以及各種可控的有定位要求的機(jī)械工具等應(yīng)用領(lǐng)域。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，非超載狀態(tài)下，根據(jù)上述線性關(guān)系，再加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性誤差而無累積誤差，因此步進(jìn)電機(jī)適用于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)通過輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖總數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行工作。因此，單片機(jī)通過向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

　　步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)、鍵盤LED、驅(qū)動(dòng)／放大和PC上位機(jī)等4個(gè)模塊組成，其中PC機(jī)模塊是軟件控制部分，該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能：1）通過鍵盤啟動(dòng)／暫停步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向；2）通過LED管顯示步進(jìn)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等工作狀態(tài)；3）實(shí)現(xiàn)三相或四相步進(jìn)電機(jī)的控制：4）通過PC上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制（啟停、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等）。為保護(hù)單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路，在單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)之間增加過流保護(hù)電路。圖l為步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖。