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步进电机的单片机控制
通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片L298N驱动步进电机;同时,用 4X4的键盘来对电机的状态进行控制 ,并用数码管显示电机的转速,采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动,从单片机输入信号;
采通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片L298N驱动步进电机;同时 ,用 4X4的键盘来对电机的状态进行控制,并用数码管显示电机的转速,采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动
1、对步进电机的控制和驱动 ,设计中受控电机为四相六线制的步进电机(内阻33欧,步进1.8度,额定电压12V)
使用L298N芯片驱动电机
L298N芯片可以驱动两个二相电机(如图1-1) ,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单 ,使用比较方便。 而使用L298N时,可以用L297来提供时序信号,可以节省单片机IO口的使用;也可以直接用单片机模拟出时序信号 ,由于控制并不复杂,故选用后者。
2 、 数码管显示电路的设计
串行接法
设计中要显示4位数字,用74LS164作为显示驱动,其中带锁存 ,使用串行接法可以节约IO口资源,但要使用SIO,发送数据时容易控制 。
二、步进电机控制原理
步进电机是数字控制电机 ,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度 ,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定 ,而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生 。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C ,D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转 。
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲 ,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短 ,步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速 。
三 、理论设计
1、步进电机驱动电路
通过L298N构成步进电机的驱动电路,电路图如图3-2所示。
通过单片机的IOB8~IOB13对L298N的IN1~IN4口和ENA、ENB口发送方波脉冲信号,2、数码管显示电路的设计
数码管的显示驱动使用74LS164 ,通过的IOB0和IOB1口对DATA和CLK发送数据。
3 、4x4键盘电路
使用了标准的4x4键盘,单片机的A口低8位为键盘的接口 。尽管设计要求中只需要4个键对步进电机的状态进行控制,但考虑到对控制功能的扩展 ,我们使用了4x4的键盘。
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