步进电机控制器的设计

1、LimsEER电子实验报告东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验1第4次实验实验名称： 步进电机控制器的设计院（系）：专 业：姓 名：学 号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：年 月曰ILimsEER 电子实毁报告评定成绩： 审阅教师:一、实验内容要求1.步进电机控制器的设计基本要求：设计环形脉冲分配器，实现对步进电机驱动电路的控制；自学555集成定时器的应用方法，并为环形脉冲分配器提供脉冲 提高要求：自行设计步进电机的驱动电路，实现对步进电机的正反转控制二、实现方案利用2片移位寄存器74LS194实现步进电机的四相八拍和四相四拍正转反 转。为方便叙述实现方案，将2片

2、移位寄存器74LS194分别命名为M1，M2。四相八拍反转：将移位寄存器M1置数A=1，B=1，C=1，D=0；将移位寄存器 M2置数A=0，B=0，C=0，D=0；将移位寄存器M1的左移置数端SL接到移位寄存 器M2的输出端QA ；同样将移位寄存器M2的左移置数端SL接到移位寄存器M1 的输出端QA；将移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 进电机的A相，B相，C相，D相分别和QA，QC，QA，QC相连接。当移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1时，M1和M2均实现置数，当S1,S0接1、0 时，M1和M2均实现向左移位，则此时将M1和M2的输出状态表中A

3、,B,C,D四个 相为1的列出：ABf Af DA*Df CD*Cf BCf B，故步进电机能实现四相八拍反转。四相八拍正转：将移位寄存器M1置数A=0，B=1，C=1，D=1 ；将移位寄存器 M2置数A=0，B=0，C=0，D=0；将移位寄存器M1的右移置数端SR接到移位寄存 器M2的输出端QD ；同样将移位寄存器M2的右移置数端SR接到移位寄存器M1 的输出端QD；将移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 进电机的A相，B相，C相，D相分别和QA，QC，QA，QC相连接。当移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1时，M1和M2均实现置数，当S1,S0接0、

4、1 时，M1和M2均实现向右移位，则此时将M1和M2的输出状态表中A,B,C,D四个 相为1的列出：Bf BCf Cf CDf Df DAf Af AB，故步进电机能实现四相八拍正转。四相四拍反转：将移位寄存器M1置数A=1，B=1，C=0，D=0；将移位寄存器 M2置数A=0，B=0，C=0，D=0；将移位寄存器M1的左移置数端SL接到移位寄存 器M2的输出端QA ；同样将移位寄存器M2的左移置数端SL接到移位寄存器M1 的输出端QA；将移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 进电机的A相，B相，C相，D相分别和QA，QC，QA，QC相连接。当移位寄存 器M1和M2

5、的使能端S1,S0接1、1时，M1和M2均实现置数，当S1,S0接1、0 时，M1和M2均实现向左移位，则此时将M1和M2的输出状态表中A,B,C,D四个 相为1的列出：AfDfCfB，故步进电机能实现四相四拍反转。四相四拍正转：将移位寄存器M1置数A=0，B=0，C=1，D=1 ；将移位寄存器 M2置数A=0，B=0，C=0，D=0；将移位寄存器M1的右移置数端SR接到移位寄存 器M2的输出端QD ；同样将移位寄存器M2的右移置数端SR接到移位寄存器M1 的输出端QD；将移位寄存器M1和M2的使能端S1,S0先接1、1，再接1、0。步 进电机的A相，B相，C相，D相分别和QA，QC，QA，Q

6、C相连接。当移位寄存 器M1和M2的使能端S1,S0接1、1时，M1和M2均实现置数，当S1,S0接0、1 时，M1和M2均实现向右移位，则此时将M1和M2的输出状态表中A,B,C,D四个 相为1的列出：BfCfDfA，故步进电机能实现四相四拍正转。三、电路设计及仿真使用Multisim软件设计的可实现步进电机的四相八拍和四相四拍正转反转 的电路图如下图1所示：=1251rXT!Aa*3CPCg开关A日CD控制 U卫的初始置数开关E控制 U1,U2的 $1 端 开美F控制 U1.U2的浏端图1步进电机四相八拍、四相四拍正转反转电路图四、电路测试结果使用Multisim软件中的逻辑分析仪对图1所

7、示电路图进行测试分析，得到 的波形图如下图2，图3，图4，图5所示。波形图中，从上到下的四根波形依 次表示步进电机的A相，B相，C相，D相。四相八拍反转的波形图如下图2所示:Time 360.000m 408.KK)Fn456.000m5O4.(Wm552.KKm 600.000mTerm 1.1.H.H.H.111111111111111111111111111111111111111111111Term 22ri-1 ii1 iL iiiiiiiiTerm 4i 1 i 1 1 i 1 1 i i i i i i i i i i i i i i i i i11iiiiiiiiiTenpCi

8、iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiit1 : 11: 1: 1:11Term fl111111111111111111111111111121111111111 111111,Term 10111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111Term 11Tenn 2Tenn图2四相八拍反转波形图四相八拍正转的波形图如下图3所示：Time 2-W.OTOm 2&8.(Wm336.0OTm384.OT0m432.000m 4B0.0OTm

9、TOC o 1-5 h z Terml 毛:!:IIIIIIIII 倒2：1 II 1 II 1 II :工IIIIIIIIIIIiI1 II 1III1Tenn 4:；：:;:;II II IIIIL*| *|IIIIIIIII-I-IIIIIIIIII ernt t*iiiiiiiiiiiiiii： in!ii!ir i:IIIIIIIIITerm fliiiiiiiiiiiiiiiiiEP|IipiIiI土Iiiiiiiii,iiiiiiiii任丽怦:；：:;:;TemiH：IIIIIIIIITern 2；： t!:IIIIIIIIITermIIIIIIII T5 U:图3四相八拍正转波形图Time 图4四相四拍反转波形图四相四拍正转的波形图如下图5所示:326.000m 374WOm518.000m 566.000mTime (s)422.000m470.000m图5四相四拍正转波形图五、实验总结本实验利用2片移位寄存器7