步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用案例

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

本文將為大家介紹步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例以及步進(jìn)電機(jī)的經(jīng)典應(yīng)用集錦。

一種帶有限位功能的步進(jìn)電機(jī)控制器
在基于圖像處理評(píng)價(jià)函數(shù)的調(diào)焦系統(tǒng)中，常用的為爬山搜索法。根據(jù)爬山搜索的原理，在開(kāi)始搜索時(shí)，在搜索焦點(diǎn)的過(guò)程中，要防止由于圖像噪聲等干擾造成程序判斷錯(cuò)誤，導(dǎo)致調(diào)焦鏡頭越出調(diào)焦范圍邊界。為了適應(yīng)這種控制需求，對(duì)通用步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行了改進(jìn)，使其在具有自動(dòng)和手動(dòng)控制功能的同時(shí)，引入限位信號(hào)反饋控制。電機(jī)控制器使用硬件描述語(yǔ)言(HDL)編寫，而限位信號(hào)則由位置感應(yīng)電路中的光電開(kāi)關(guān)器件自動(dòng)反饋。

基于TMS320F28335的微位移步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)計(jì)劃采用DSP控制步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)輕裝置移動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的精準(zhǔn)定位。系統(tǒng)采用的主控制器為DSP28335，被控對(duì)象為最小步進(jìn)角為1.8°的42步進(jìn)電機(jī)，采用DSP輸出PWM脈沖波通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器摔制電機(jī)的運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)具體控制要求改變對(duì)PWM參數(shù)的設(shè)置，并通過(guò)相關(guān)的算法對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行修正以完成系統(tǒng)目的。電機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度為線位移10μm，能夠達(dá)到為實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目進(jìn)行支持的目的，亦可廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制領(lǐng)域。

基于CAN總線汽車組合儀表的設(shè)計(jì)與研究-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)及外圍電路
本系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)VID29系列二相汽車儀表步進(jìn)電機(jī)。 vID29-XX/VID29~xXp儀表步進(jìn)電機(jī)是一種精密的步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)置減速比180/1的齒輪系，主要應(yīng)用于車輛的儀表指示盤，也可以用于其他儀器儀表裝置中，將數(shù)字信號(hào)直接準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)為模擬的顯示輸出，需要兩路邏輯脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

基于CAN總線的一體化步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文設(shè)計(jì)的基于CAN總線的一體化兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括CAN收發(fā)器L9616、MCU STM32F103C6、光耦隔離、驅(qū)動(dòng)芯片SLA7033M、溫度傳感器和D/A轉(zhuǎn)換。CAN收發(fā)器L9616接收主控核心發(fā)送過(guò)來(lái)的幀數(shù)據(jù)包后，再把數(shù)據(jù)包發(fā)送給MCU。STM32F103C6是對(duì)CAN收發(fā)器傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，MCU控制高精度D/A轉(zhuǎn)換器，使SLA7033M輸出電流恒定，另外MCU還對(duì)加在芯片SLA7033M上面的散熱器進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控。

基于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器MC33991的車速表設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)選用微控制器MC68HC908GR16作為主控芯片，采用儀表用步進(jìn)電機(jī)X15.288作為執(zhí)行器。MC68HC908GR16是飛思卡爾半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的8位微控制器，片內(nèi)具有16 KBFLASH存儲(chǔ)器和1 KB RAM存儲(chǔ)器。其內(nèi)部鎖相環(huán)（ PLL）可以把外部32.768 kHz晶振頻率升頻至8 MHz內(nèi)部總線頻率。微控制器內(nèi)部集成了增強(qiáng)的串行通信模塊（ ESCI）、8路10位A/D模塊、SPI模塊、8位鍵盤模塊，擁有2個(gè)獨(dú)立的16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器都由1個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器和2個(gè)輸入輸出通道組成。其內(nèi)部還集成了定時(shí)基模塊，可以定時(shí)把微控制器從STOP模式中喚醒。

用AT89S51和CPLD實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制
本設(shè)計(jì)是用單片機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)后計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的控制信息后，再傳給CPLD，CPLD把接收到的信息轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)實(shí)際的控制信號(hào)(運(yùn)轉(zhuǎn)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)速度)輸出給電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。這樣的好處是單片機(jī)與CPLD各行其是。單片機(jī)可以專注于處理輸入信號(hào)與輸出信息之間的轉(zhuǎn)換等復(fù)雜的算法.不必占用過(guò)多的CPU資源去直接控制電機(jī)，也減小了由此引入干擾的可能性;CPLD只需把單片機(jī)傳送過(guò)來(lái)的信息轉(zhuǎn)換成電機(jī)的控制信號(hào)。

基于步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)的汽車輔助照明隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT892051芯片為控制核心，控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)輔助照明光源，隨方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)汽車的前大燈照明起到輔助作用。輔助照明光源采用高亮度LED燈，可以隨時(shí)安裝或取下。安裝時(shí)只需用光源底部的永久磁鐵吸附在駕駛室頂部或汽車的任何部位。用霍爾開(kāi)關(guān)檢測(cè)汽車的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)角的大小以及轉(zhuǎn)彎的速率，將檢測(cè)信號(hào)和倒車信號(hào)一起送至單片機(jī)的輸入接口，由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)及輔助光源的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)控制。

基于TMS320F240的步進(jìn)電機(jī)的調(diào)焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)攝像機(jī)完成變焦，由于步進(jìn)點(diǎn)機(jī)精確地按照步進(jìn)角轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由DSP進(jìn)行控制。改進(jìn)了傳統(tǒng)的工程中調(diào)焦方式，精度大大提高, 經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，由于DSP操作方便，而且采用C語(yǔ)言方式編寫，易于日后的代碼修改和程序移植。

基于SOPC的步進(jìn)電機(jī)多軸控制器
本文所述的基于SOPC的步進(jìn)電機(jī)多軸控制器應(yīng)用于半自動(dòng)生化分析儀的取樣針移位系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)多軸控制器的所有控制功能，控制器的尺寸小于傳統(tǒng)控制器；當(dāng)控制器的數(shù)字電路部分需要修改時(shí)，無(wú)需更換控制器的實(shí)際硬件電路，大大方便了控制器的研究設(shè)計(jì)工作并節(jié)約了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)成本。

基于STC單片機(jī)的經(jīng)濟(jì)型步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用STC12C4052AD單片機(jī)，其工作方式、轉(zhuǎn)動(dòng)速率及轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)可以通過(guò)鍵盤輸入，也可通過(guò)普通旋鈕或上位機(jī)調(diào)節(jié)。鍵盤顯示模塊采用 ZLG7289實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)具有通用性，適當(dāng)改變輸出口各位控制端，便可控制不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)。

DSP和PBL3717A構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)
本文利用DSP或者其它微處理器，選用兩片或者更多片PBL3717A和少量的無(wú)源元件就可組成一個(gè)完事穩(wěn)定的多相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)整步、半步或微步距控制。這樣種方法成本低、容易實(shí)現(xiàn)、性能穩(wěn)定，是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種較好選擇。

基于GAL器件的步進(jìn)電機(jī)控制器的研究與設(shè)計(jì)
本文涉及的系統(tǒng)由GALl6V8組成的步進(jìn)電機(jī)控制器用于對(duì)三相六拍工作制步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)控制，既可以獨(dú)立運(yùn)用于驅(qū)動(dòng)對(duì)象，又可以在微機(jī)管理下運(yùn)行，且不占用CPU的時(shí)間。用一片GAL便可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的時(shí)序電路，縮小組成系統(tǒng)的體積。借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，大大加快了設(shè)計(jì)速度，減少了差錯(cuò)，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，且可反復(fù)修改和編程，靈活性極強(qiáng)。

基于MCU和DSP的步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)
本文討論的電機(jī)控制理論可以采用全硬件方案實(shí)現(xiàn)，也可以用微控制器或DSP實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明了如何用晶體管作為開(kāi)關(guān)來(lái)控制雙相單極電機(jī)。每個(gè)晶體管的基極都要通過(guò)一個(gè)電阻連接到微控制器的一個(gè)數(shù)字輸出上，阻值可以從1到10M歐姆，用于限制流入晶體管基極的電流。每個(gè)晶體管的發(fā)射極均接地，集電極連到電機(jī)繞組的4個(gè)抽頭。電機(jī)的中心抽頭均連接到電源電壓的正端。