步进电机驱动设计方案 本文关键词：设计方案，步进电机，驱动
步进电机驱动设计方案 本文简介：江西理工大学步进电机驱动设计江西理工大学电子111班课程设计课题名称：步进电机驱动设计组长：柯于红成员：柯于红、陈峰、吴正源指导教师：程铁栋老师2013年12月30日目录第1章：设计任务与要求第2章：设计方案第3章：硬件设计第4章：硬件测试第5章：小结第1章设计任务与要求（一）完成3A以下两相/四相
步进电机驱动设计方案 本文内容：
江西理工大学
步进电机驱动设计
江西理工大学
电子111班课程设计
课
题
名
称：
步进电机驱动设计
组
长：
柯于红
成
员：
柯于红、陈峰、吴正源
指
导
教
师：
程铁栋老师
2013年
12
月
30日
目录
第1章
：设计任务与要求
第2章
：设计方案
第3章
：硬件设计
第4章
：硬件测试
第5章
：小结
第1章
设计任务与要求
（一）完成3A以下两相/四相/四线/六线步进电机驱动方案设计，要求工作电压在10V-24V，解决高速过程中失步的不足。
（二）设计良好的保护电路，实现自动半流功能，同时实现最大256倍细分。
（三）设计电机加速方案，减小步进电机运行过程中的噪音。
第二章
设计方案
原理:
步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到
一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。
设计思路:
步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电，控制电机转动
系统框图设计
控
制
器
脉冲信号分配
功率驱动电路
步进电机驱动器
步进电机
方向、脉冲信号
控制器：产生脉冲。控制电机的速度和转向。
驱动器：a.脉冲信号分配：为步进电机各绕组提供正确的供电顺序。
b.功率驱动电路：提供电压、电流。各种保护电路，如果过流、过热等。
步进电机驱动电路常用的芯片有L297和L298组合应用、3977、8435等，这些芯片一般单相驱动电流在2
A左右，无法驱动更大功率电机，限制了其应用范围。我们芯片THB7128提出了一种步进电机驱动电路设计方案。
THB7128
一、参数及性能
1、单芯片两相正弦细分步进电机驱动
2、直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式
3、双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron=0.53Ω
4、可实现正反转控制
5、通过3位选择8档细分控制(1,1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128
)
6、最高耐压40VDC
7、高输出电流（Iout=3.3
A）
8、HZIP19封装
9、有复位和使能管脚
10、芯片内部有过热保护（TSD）和过流检测电路
11、自动半流锁定功能
控制信号隔离电路
驱动电路
THB7128步进驱动电路主电路
逻辑控制电路
自动半流电路
（一)、信号输入端光耦隔离接法
输入信号接口有两种接法：用户可根据需要采用共阳极接法或共阴极接法。
1、共阳极接法：分别将CP+，U/D+，EN+连接到控制系统的电源上，如果此电源是+5V则可直接接入，如果此电源大于+5V，则须外部另加限流电阻R，保证给驱动器内部光藕提供8—15mA的驱动电流。脉冲输入信号通过CP-接入；此时，U/D-，EN-在低电平有效。
2、共阴极接法：分别将CP-，U/D-，EN-连接到控制系统的地端（SGND，与电源地隔离）；+5V的脉冲输入信号通过CP+加入；此时，U/D+，EN+在高电平有效。限流电阻R的接法取值与共阳极接法相同。
注：EN端可不接，EN有效时电机转子处于自由状态（脱机状态），这时可以手动转动电机转轴，做适合您的调节。手动调节完成后，再将EN设为无效状态，以继续自动控制。
(二)、细分数设定
细分数是以驱动板上的拨盘开关选择设定的，根据细分选择表的数据设定（最好在断电情况下设定）。细分后步进电机步距角按下列方法计算：步距角=电机固有步距角/细分数。如：一台固有步距角为3.6°的步进电机在16细分下步距角为3.6/16=0.225°
驱动板上拨码开关4、5、6分别对应M1、M2、M3。
具体细分对应情况如下图所示：
(三)、电流大小设定
电流大小由拨码开关S1、S2、S3（分别对应拨码开关上的1、2、3号）选择，电流三档可选。
电流（A）
1.0
2.0
3.0
S1
OFF
OFF
ON
S2
OFF
ON
OFF
S3
ON
OFF
OFF
注：采用6N137高速光耦，可保证高速不失步。
THB7128驱动器
(五)、接线端子定义说明
信号输入端：
⑴CP+：脉冲信号输入正端。
⑵CP-：脉冲信号输入负端。
⑶DIR+：电机正、反转控制正端。
⑷DIR-：电机正、反转控制负端。
⑸EN+：电机脱机控制正端。
⑹EN-：电机脱机控制负端。
电机绕组连接：
⑴A+：连接电机绕组A+相。
⑵A-：连接电机绕组A-相。
⑶B+：连接电机绕组B+相。
⑷B-：连接电机绕组B-相。
工作电压的连接：
⑴VCC：连接直流电源正（注意：10V＜VCC＜32V）。
⑵GND：连接直流电源负。
(六)、驱动板特色
采用THB7128作为驱动芯片：低功耗，多种细分，高细分（最高128细分），电机运行稳定，无噪音，不失步。
采用两片6N137高速光耦隔离输入，在保护您的控制器的同时，更高的传输速率让您的步进电机工作更稳定准确。
半流控制功能，使电机停止的时候电流降为最低。
最高达3A的大电流驱动。
采用6N137高速光藕，保证高速不失步。采用6N137高速光藕，保证高速不失步。采用6N137高速光藕，保证高速不失步。
第三章
硬件设计
信号隔离电路
步进电机控制信号有3个(CLK、CWW、ENABLE)，分别控制电机的转角和速度、电机正反方向以及使能，均须用光耦隔离后与芯片连接。光耦的作用有两个：首先，防止电机干扰和损坏接口板电路；其次，对控制信号进行整形。对CIK、CWW信号，要选择中速或高速光耦，保证信号耦合后不会发生滞后和畸变而影响电机驱动，且驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。
细分及电流调节电路
驱动板上拨码开关4、5、6分别对应M1、M2、M3。
具体细分对应情况如下图所示：
工作电流设定。VREF为电流设定端，调
整此端电压即可设定驱动电流值。
I0=VREF×(1／5)×(1／Rs)
式中：Rs为0.167
电流大小由拨码开关S1、S2、S3（分别对应拨码开关上的1、2、3号）选择，电流三档可选。
电流（A）
1.0
2.0
3.0
S1
OFF
OFF
ON
S2
OFF
ON
OFF
S3
ON
OFF
OFF
稳压电路
LM317工作原理：LM317的输入最同电压为30多伏，输出电压1.5----32V.电流1.5A.不过在用的时候要注意功耗问题.注意散热问题。LM317有三个引脚.一个输入一个输出一个电压调节。输入引脚输入正电压,输出引脚接负载,电压调节引脚一个引脚接电阻(200左右)在输出引脚,另一个接可调电阻(几K)接于地.输入和输出引脚对地要接滤波
1、单芯片两相正弦细分步进电机驱动
2、直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式
3、双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron=0.53Ω
4、可实现正反转控制
5、通过3位选择8档细分控制(1,1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128
)
6、最高耐压40VDC
7、高输出电流（Iout=3.3
A）
8、HZIP19封装
9、有复位和使能管脚
10、芯片内部有过热保护（TSD）和过流检测电路
11、自动半流锁定功能
PCB
第4章
硬件测试
当输入端输入脉冲信号时A、B、C输出端的输出波形。
A端口输出波形
B端口输出波形
C端口输出波形
由于控制D输出端的芯片引脚损坏，故而没有输出波形。由上面三个图可以看出B比A延迟1/4周期，C比B延迟1/4周期。按照原理，D应比C延迟1/4周期。这样就差不多可以驱动步进电机。实验室没有可用的步进电机，因而无法对驱动器的细分、电流调节功能进行调试。由于高速光耦损坏，因此输出波形有干扰。
第5章
小结
通过这次课程设计，我们学会了电路板的制作流程。我们这个课题是《步进电机驱动设计》，就是做一个步进电机驱动器，首先要了解步进电机转动的原理，然后根据原理按照任务要求来设计驱动器，在这过程中要解决一些问题，比如说，细分设置，自动半流，减小噪音等，在这些方面我们都一起讨论过该怎么解决，刚开始的时候我们不知怎么下手，但大致的方案框架出来的时候，我们就更有目的性和方向性了，按照框架流程，一步一步的解决，最后把产品做出来。因为这是我们第一次做设计，没有什么经验，最后产品出来效果不是那么完美，但是我们没有放弃，还在根据原理继续调试，以达到最好的效果。这次课程设计从资料收集到方案设计，再到原理图及PCB板的绘制，我们基本掌握了Altium.Designer软件的操作，在这个过程中我们组员都积极参与到其中，尽管中途有遇到问题的地方，但是我们都会一起讨论该如何解决，不懂得地方向知道的同学请教，极大的发挥了团结合作的精神。
参考文献
[1]
童师白，华成英.模拟电子技术基础，第三版.
北京:高等教育版社，2001
[2]
阎石.数字电子技术基础，第四版.北京：高等教育版社，1998
【江西理工大学】
41
篇2：步进电机正反转实验报告资料
步进电机正反转实验报告资料 本文关键词：反转，步进电机，实验，报告，资料
步进电机正反转实验报告资料 本文简介：一?实验名称:步进电机正反转训练二?控制要求要求实现电机的正转三圈,反转三圈,电机正转和反转的频率可不相同,然后这样循环3次,3次后电机停止转动?三?PLCI/O地址分配表PLC的I/O地址连接的外部设备Y0电机转向输出点控制转速点CPY1电机的转速输出点控制转向点CW四?程序梯形图五?程序分析:M
步进电机正反转实验报告资料 本文内容：
一?实验名称:
步进电机正反转训练
二?控制要求
要求实现电机的正转三圈,反转三圈,电机正转和反转的频率可不相同,然后这样循环3次,3次后电机停止转动?
三?PLC
I/O地址分配表
PLC的I/O地址
连接的外部设备
Y0
电机转向输出点
控制转速点CP
Y1
电机的转速输出点
控制转向点CW
四?程序梯形图
五?程序分析:
M11?M12?M13的波形图
M21?M22?M23的波形图
电机正转的频率是20赫兹,通过MOV指令送到D5中,在电机正传三圈后,电机反转,反转的频率是40赫兹,通过MOV指令送到D5中?电机正转3次,反转2次,再通过M23得电进入正转,重复上面的循环,即电机正转后再反转,M23才得电一次,所以可以加一个M23控制一个计数器计数,当计数器计数到3时,再通过计数器的常闭开关把M10线圈断电,从而实现电机停止?
励志美文美句摘抄
1?不要放弃自己就是真正的坚强,虚心就是坚强,努力就是坚强,从头再来就是坚强,正直就是坚强,学会坚强之前要学会如何爱惜自己?
2?人生,就没有,永远的悲痛;也没有,永远的欢欣?能使我们坚强的,往往不是顺境,而是逆境;能让我们醒悟的,往往不是高兴,而是伤心?学会忍受,懂得艰辛,于曲折中前进?
3?人都说比天空和大地更远的距离是人与人的距离,因为人心里都会藏匿太多的猜忌和戒备,想要快乐就甩开生命中这些过于沉重,却又不必要的行李吧,生命中有爱就足够了?试着给周围你所熟识的还有你还陌生的人一个真诚无惕的微笑吧,它可以触摸到他人的心灵,微笑是有感染力有连带性的,它会无声的渗透进每个易感的心灵,更会让更多的心灵为之感动,心中有爱就会快乐,就会让微笑发自心底,灿烂在脸上?
4?千万不要因为自己已经到了结婚年龄而草率结婚?想结婚,就要找一个能和你心心相印相辅相携的伴侣?不要因为放纵和游戏而恋爱,不要因为恋爱而影响工作和事业,更不要因一桩草率而失败的婚姻而使人生受阻?感情用事往往会因小失大?
5?你要从现在开始,微笑着面对生活,不要抱怨生活给了你太多的磨难,不要抱怨生活中有太多的曲折,不要抱怨生活中存在的不公?当你走过世间的繁华与喧嚣,阅尽世事,你会幡然明白:人生不会太圆满,再苦也要笑一笑!
6?不要让灰色的乌云笼罩一辈子,生命中还有很多美好的不要让其遮盖,不要因为一片乌云毁了一切,人生中还有很多可以去把握?
7?每一个成功者的背后都有一个心路的旅程,雨中漫步你不会比别人先一步看到彩虹?
8?面对人生的烦恼与挫折,最重要的是摆正自己的心态,积极面对一切?再苦再累,也要保持微笑?笑一笑,你的人生会更美好!
9?命运,不过是失败者无聊的自慰,不过是懦怯者的解嘲?人们的前途只能靠自己的意志?自己的努力来决定?
10?你或许无法改变身高和体形,但是可以改变你的态度?我们每个人都有力量去培养和保持为我所用的积极态度,提高我们的人生质量,完成我们的人生目标?态度是人生理想的昭示,而非既有成果的反映?改变你的态度,就可以改变你的人生?
11?不要像玻璃那样脆弱?有的人眼睛总盯着自己,所以长不高看不远;总是喜欢怨天尤人,也使别人无比厌烦?没有苦中苦,哪来甜中甜?不要像玻璃那样脆弱,而应像水晶一样透明,太阳一样辉煌,腊梅一样坚强?既然睁开眼睛享受风的清凉,就不要埋怨风中细小的沙粒?
12?常言道,失败是成功之母,而我却认为,失败是一种解脱和潇洒,也是一种“得”?人生中,有成功有失败,成功是鲜花,失败同样也精彩?
13?该来的会来,该走的会走,有时候离开并不意味着结束,而是另一种开始?
14?人生,无非只有三天,昨天,今天,明天?昨天很长,说不清有多少天,但不管有多少天,不管是受到挫折,还是取得辉煌,都只能代表过去,昨天你失败了,将来可能会成功,昨天你辉煌了,将来你可能会萎靡不振,只有把过去的挫折和辉煌都变成今天的基石,才能登上美好的明天?
15?每个人都有每个人的做法,每个人都有每个人的想法,别人做什么,想什么,我们无法掌握,也无法控制?我们能做的,就是做好自己,管好自己,凭自己的本身,靠自己的良心,踏踏实实地做事,老老实地做人,即使遭遇不公,遭遇不平,也能想开,懂得包容,学会用宽容的心怀,善良的言行,对待身边所有的人?生活中的许多磨难,让我们理解了人情,理解了这个社会能给你的所有尊重,于艰难中,懂得了承受,懂得了坚定,慢慢挺起自己的灵魂?
16?老师告诉她,用心去观察研究昆虫和花草,渐渐地就会发现,动植物的世界是一个多么神奇有趣的世界?
17?老师给我们讲了个有趣的故事?
18?你说的这个问题本身就很有趣?
19?世界是神奇的,让我们不断着探索周围发生的有趣的现象?
20?他每天都坚持读一篇有趣的故事?
21?他真是个有趣的人?
22?天文馆里的宇宙空间,充满了神奇有趣的色彩?
23?我看一本有趣的漫画书,笑得我肚子都疼了?
24?星期三,学校举行了一次有趣的文艺演出,让我回味无穷,永远留在我的脑海里?
25?学生选择自己喜欢的动物和反映的主题编写有趣的故事?
26?要是法布尔先生不这样写的话,我完全可以认定这是一本普通的记叙文,一本枯燥无味的记叙文?((A
good
sentence
yuedu.mipang.com))没有创意,没有什么特别的地方以及引人注目的地方?可他运用了,这样就像把我也一起带进了这个神秘有趣的昆虫王国,自己也是一只顽固可爱的小昆虫,就像在看动画片?小人书一样的有趣?好玩?把我吸进了这个似人却非人的王国?
27?有趣的文艺演出在我们的掌声中结束了,我真希望这次文艺演出永远也不会结束?
28?有些人认为杂志有趣,但是我觉得小说跟有趣?
29?这位名扬四海?誉满天下的法布尔先生,运用了巧妙的拟人手法,再加入自己幽默生动的另我带着无比探索的精神去这神秘有趣的昆虫王国“探密”,不断了解昆虫先生的习性,与生活?
30?最有趣的是两位同学表演说相声,相声的名字是“吹牛”?
31?吹泡泡是一件很有趣的事?
32?冬天的早晨,窗户上总是模模糊糊的,妈妈说是窗户“流汗”了!
哈哈,老师说这个比喻很有趣呢!
33?非诚勿扰大家都来参加吧,非常有趣?
34?今天的班会课十分有趣?
35?今天和小敏约好出去玩,有趣的是,她把裙子穿反了?