步进电机控制

1、杭州电子科技大学电子系统设计综合实验设计报告实验名称: 步进电机控制 实验序号: 4 小 组 号: 4A 姓名学号: 张永杰13083137 黄涛 13083612 郑康佳 13083411 指导教师: 黄继业 2015年1月4日1 引言： 步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。常见的步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和

2、混合式（HB）。实验中使用的是永磁式步进电机24BY 型，下图是该电机的接线图，从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有5 根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将COM 端标识为C，只要AC、A C、BC、B C，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将COM 端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管），将A、A 、B、B 轮流接地。2 实验要求：1 （基本）：控制四相六线式步进电机的转动（四相八拍方式）2 （基本）：显示步进电机的转动圈数、角度和方向3 （扩展）：用非接触的方式实时监测步进电机的工作状态4 实验器材清

3、单：名称型号数量驱动芯片L2981片霍尔元件cs31441个二极管80508个电容100uf、0.1uf各2个电阻2K1个四：实验电路原理图1：驱动电路原理图：2:驱动电路工作原理：L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别 接两电机。IN1、IN2、IN3、IN4引脚从单片机接输入控制电平，控制电机正反转。3：L298控制单双八拍的逻辑表：A电机B电机IN1IN2IN3IN401000110001

4、010101000100100010101 4.霍尔模块电路图4：霍尔模块工作原理：霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc，地，输出。使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。根据这些输出的脉冲可以实现实时监测电机的工作状态。5.实验所用

5、的程序代码：源码目录：USER:main.cSTM32: (库文件)Driver:key.ckey.hstepmotor.cstepmotor.hkey.ckey.hTIM3.cTIM3.h12864.c12864.h/*要求：控制步进电机转动，8拍显示步进电机转动圈数，角度，方向。非接触方式实时监测*/#include "stepmotor.h"#include "TIM3.h"#include "key.h"#include "12864.h"#include "stm32f10x_exti.h&qu

6、ot;u8 i,j,keynum,direction=0;u16 Speedtime,loop_num1=0,loop_num2=0,interrupt_num=0,interrupt_speed=0;double angle=0;EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;void EXTIX_Init(void)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);GP

7、IO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource15); EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line15; EXTI_InitSt

8、ructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0F; NVIC_InitStr

9、ucture.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); void EXTI15_10_IRQHandler(void) interrupt_num +; /霍尔元件监测到一次EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15); int main()delay_init();EXTIX_Init();KEY_Init();Motor_GPIO_Init();lcd_gpio_init

10、();lcd_init();TIM3_Int_Init(9999,7199); /1sSpeedtime=900;lcd_6x8(0,0,"Motor Test.");lcd_6x8(0,3,"Loop Num1:");lcd_6x8(0,4,"Loop Num2:");lcd_6x8(0,5,"Angle:");lcd_6x8(0,7,"Speed:");lcd_6x8(60,7,"N/s");while(1)keynum=New_KEY_Scan();switch(key

11、num)case 1:direction+;if(direction=4)direction=0;break;case 2:Speedtime-=100;if(Speedtime=600)Speedtime=900;break;default:break;lcd_6x8_num(45,7,interrupt_speed); /每秒转速lcd_6x8_num(100,7,interrupt_num);if(direction=0) lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);

12、else if(direction=1)Motor_8(Speedtime);i+;angle=7.2 * i;if(i=50) /达到一圈i=0;loop_num1+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8(0,2,"Forward direction ! ");else if(direction=2) lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,3,loop_num1);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);else if(di

13、rection=3)Motor_8_back(Speedtime);j+;angle=7.2 * j;if(j=50)j=0;loop_num2+;lcd_6x8_double(45,5,angle);lcd_6x8_num(70,4,loop_num2);lcd_6x8(0,2,"Backward direction ! ");void TIM3_IRQHandler(void) /static u16 a=0;if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) /检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); /清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 interrupt_speed=interrupt_num ; / N/sinterrupt_num=0;五：实验测试结果本次实验最后验收的效果是比较好的，基本上没有出错，完成了所有要求的内容，测量的结果也比较精确。六：设计总结本次实验的设计主要体现在驱动电路上，本来准备是采用ULN2003来作为驱动芯片，后来查了一下资料发现ULN2003，只能向它灌入电流，输出为高阻态，基本没输出电流。它一般用来吸收电流的。比如数码管驱动，或者两相五线、两相六线