PC基自激步进电机控制器(05-100)

　　步进电机优缺点

　　与一般电机相比,步进电机具有如下优点：

• 　　用数字输入脉冲和开环模式可以非常精确地控制电机转动轴位置。控制形式不需要昂贵地传感器和控制电路。跟踪所加输入脉冲数可知其位置。
• 　　步进电机工作在非常低速是可能地。
• 　　步进电机是非常可靠地,这是因为无电刷,这种电机具有很长地工作寿命。
• 　　改变所加脉冲地频率,可以容易地控制步进电机速度。
• 　　只有绕组被激活,电机在间歇时具有全转矩。
• 　　良好地起动和停止响应

　　但步时电机也有缺点：

• 　　成本通常高于一般电机成本。
• 　　不容易工作在非常高地速度。
• 　　步进电机通常适用于低转矩应用。

 

　　表1 1相全步驱动

　　控制单极性步进电机

　　基本上有三类步进电机：可变磁阻,永磁和混合电机。本文描述用PIC微控制单极性步进电机的速度、方向和步大小。本电路的独特性是可以工作在远程模式、编程模式或独立应用模式。任远程模式,从RS-232串行口接收转动命令,这些命令存储在微控制器的非易失性EEPROM中;在独立应用模式,电机跟随EEPROM中的命令在PIC微控制器控制下转动,而不用任何外部脉冲。

　　单极性电机容易控制,可以用1/n计数器电路产生所需的步进时序。每个绕组可以用一个推动晶体管。最通用的驱动方法之一是1相全步,也称之为“波驱动”,在这种方法中每次激励电机绕组(见表1)。对每个线圈绕组可以用一个MOSFET功率晶体管驱动电机(见图1)。

　　单极性电机也可以用集成电路(如UCN5804B)控制。UCN5804B工作电压6V~30V,它包含用于时序逻辑的CMOS逻辑部分和直接驱动单极性步进电机的高电压输出部分。如图2所示,电机直按连接到此芯片。脉冲加到此芯片的STEP输入,而芯片产生合适的信号时序来驱动电机。芯片的DIR逻辑输入控制电机方向。

　　尽管像UCN5804这样的集成电路能简化步进电机控制过程,但有的应用希望产生脉冲来控制独立应用模式中的步进电机。例如,希望顺时针转动电机500步,然后,3秒延迟,逆时钟转动电机2000步,然后,2秒延迟,电机顺时钟转动60步,并停止。实现这样操作的一种方法是用微控制器和UCN5804芯片,可以编程微控制器来产生UCN5804所需的脉冲。

　　本文所采用的方法是基于采用低成本PIC16F84微控制器和ULN2003A驱动器来控制单极性步进电机的转动。图3示出控制器的框图。

 

　　图3 控制器框图