步进电机设计参考

  功能模块设计模块可分为以下三个部分:单片机系统:控制步进电机;周边电路:PIC单片机和步进电机的接口电路;PIC程序:编写单片机控制步进电机的接口程序,实现三角波信号的输出功能。

  (1)步进电机和单片机的接口。单片机是一种性能优异的控制处理器。控制步进电机工作时,接口部件必须具备以下功能。①电压隔离功能。单片机工作在5V,步进电机工作在几十V甚至更高。一旦步进电机的电压串联到单片机,就会损坏单片机;步进电机的信号会干扰单片机,也可能导致系统工作失误,所以接口设备必须具有隔离功能。②信息传递功能。接口部件应能将单片机的控制信息传递给步进电机电路,产生工作所需的控制信息。对应不同的工作方式,接口部件应能产生相应的工作控制波形。③产生所需的不同频率。为了进电机以不同的速度工作,以适应不同的目的,接口部件应不同的工作频率。

  (2)电压隔离接口。电压隔离接口专门用于隔离低压部分的单片机和高压部分的步进电机驱动电路,以确保其正常工作。电压隔离接口可以使用脉冲变压器或光电隔离器,现在基本上使用光电隔离器。单片机输出信号可以通过TTL门电路或直接输送到晶体管的基础,然后晶体管驱动光电耦合器的发光二极管。发光二极管的光照射到光电耦合器内部的光电管上,转换成电信号,然后驱动步进电机的功率放大电路。电流放大接口是步进电机功率放大电路的前置放大电路。其作用是放大光电隔离器的输出信号,从而为功率放大器提供足够大的驱动电流。

  (3)工作方式接口和频率发生器。单片机用于控制步进电机,需要在输入输出接口上用3条I/0线控制步进电机。此时,单片机用I/O端口的RA0、RAI和RA2控制步进电机的三相。步进电机的控制模式一般分为开环控制和闭环控制,其中开环控制步进电机最简单的控制模式是环控系统。在这种控制模式下,步进电机控制脉冲的输入不依赖于转子的位置,而是按照固定的规律发出控制脉冲。步进电机只依靠这一系列既定的脉冲工作。由于步进电机的独特性,这种控制模式更适合控制步进电机,适合我国国情。这种控制模式的特点是:控制简单,实现容易,价格低。这种控制模式在开环控制中,负载位置对控制电路没有反馈。因此,步进电机的独特性更适合控制步进电机。