E474-36BF003步进电机的单片机细分驱动器设计 下载积分：50　资料编号： E474

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Word版说明书1份，共40页，约20000字

外文翻译一份

CAD版本图纸，共5张

摘  要

步进电机又称脉冲电机，由于不需要位置传感器或速度传感器即可在开环状态定位或同步运行，这有利于装置或设备的小型化和低成本，因而在众多的领域得到广泛的应用。随着电子技术、控制技术和新磁材料的发展和步进电机理论和工艺的日臻完善，步进电机的应用技术也越来越成熟。

细分驱动技术是一种有效改善步进电机低频特性和提高步进精度的驱动技术。它在不改变电机本体结构的前提下，使步进电机的分辨率得到提高，而且可以减轻系统振荡，提高电机矩频特性等优点，使其在步进电机驱动技术中具有很大的发展前景。广泛应用于对工况要求较高的场合，尤其在一些要求高精度、低噪音、低振动的数控应用中，细分驱动成为步进电机驱动的首选驱动技术。本文在对三相反应式步进电机的细分驱动技术进行系统学习的基础上，设计了三相反应式步进电机的细分驱动器，并对步距角细分精度进行了初步分析。

本文在分析三相反应式步进电机细分驱动原理的基础上，对步进电机的驱动技术作了概述，并采用了单片机与恒流斩波驱动技术相结合的方法实现了三相反应式步进电机的细分驱动，以简化硬件电路，实现各种复杂的控制。利用单片机具有很强的数字信号处理能力，方便地实现步进电机的步进脉冲控制、加减速控制、正反转控制及可变细分控制，而恒流斩波驱动技术极大地改善了电流波形、采用能量反馈、提高了电源效率，从而改善了步进电机的矩频特性。

关键词：步进电机；细分驱动；单片机；恒流斩波驱动

目    录

引言 1

1  步进电机驱动技术 2

1.1 步进电机细分驱动技术必要性 2

1.2 步进电机细分驱动的研究现状 2

1.3 三相反应式步进电机细分驱动的基本原理 3

1.4 步进电机驱动技术 4

1.4.1 晶体管单电压驱动 5

1.4.2 高低压供电驱动 5

1.4.3 恒流斩波驱动 5

1.4.4 步进电机细分驱动 6

2  细分驱动系统的总体方案设计 9

2.1 总体方案设计 9

2.2 方案设计比较及确定 9

3  细分驱动器硬件设计 12

3.1 电路整体设计 12

3.2 各功能模块电路 12

3.2.1 单片机控制电路 12

3.2.2 D/A转换电路 13

3.2.3 恒流斩波驱动电路 15

3.2.4 电源电路 16

3.3 硬件电路抗干扰设计 18

3.3.1 元器件布局 18

3.3.2 电路板布线 19

4  细分驱动器软件设计 20

4.1 概述 20

4.2 细分驱动程序设计 20

4.2.1主程序设计 20

4.2.2 延时程序设计 23

4.2.3正反转控制程序设计 23

4.3 硬件电路调试 27

4.3.1 电机转子抖动问题 27

4.3.2 相电压不准问题 27

4.3.3 功率驱动管的发热问题 27

5  步距角测试装置及其细分精度测试数据分析 29

5.1 步进电机测试技术 29

5.2 步进电机细分驱动步距角测量与修正技术 29

5.3 步距角测试装置设计及测试数据分析 30

5.3.1 步距角测试装置设计 30

5.3.2 测试数据与分析 31

6  结论 32

谢辞 34

参考文献 35

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