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1、实验要求利用P0输出脉冲序列，74LS244输入开关量，开关K2-K8控制步进电机转换（分6挡）， KO、K1控制步进电机转向。必须要K2-K8中一开关和KO、K1中一开关同时为1时步 进电机才启动，其他情况步进电机不工作。步进电机驱动原理是通过对它每线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路 又脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。微电脑控制步进电 机最合适。二、 试验目的1、了解步进电机控制的基本原理。2、掌握控制步进电机转动编程方法。三、步进电机工作原理步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。 给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转
2、过相应的角度，这个角度就称作该步进电机的 步距角。目前常用步进电机的步距角大多为1.8度（俗称一步）或0.9度（俗称半步）。以 步距角为 0.9 度的进步电机来说，当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机就转过0.9 度；给两个脉冲信号，步进电机就转过1.8 度。以此类推，连续给定脉冲信号，步进电机就 可以连续运转。由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步进电机在速度 控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。步进电机的使用至少需要三个方面的配合，一是电脉冲信号发生器，它按照给定的设置 重复为步进电机输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器或单片机来完成；二 是驱动器（信号放
3、大器），它除了对电脉冲信号进行放大、驱动步进电机转动以外，还可以 通过它改善步进电机的使用性能，事实上它在步进电机系统中起着重要的作用，一般一种步 进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器；三是步进电机，它有多种控制原理和型号，现 在常用的有反应式、感应子式、混合式等。步进电机的速度控制是通过输入的脉冲频率快慢实现的。当发生脉冲的频率减小时，步 进电机的速度就下降；当频率增加时，速度就加快。还可以通过频率的改变而提高步进电机 的速度或位置精度。步进电机的位置控制是靠给定的脉冲数量控制的。给定一个脉冲，转过一个步距角，当 停止的位置确定以后，也就决定了步进电机需要给定的脉冲数。在包装机控制中，给定
4、脉冲 数的多少，还与机构的参数有关，例如螺杆的直径等。在包装机械中，很多情况下需要控制执行机构的运行速度和运行位置，以前都是通过机 械或其它方式来完成的，机构复杂、调节不易。改用步进电机后，不仅能使包装机械结构变 得简单、调节方便、可靠性增加，而且粗度会得到很大提高。四、试验电路及连线111DD3CLKCLKISr 5551111 1 4 5 5 -1 B QQQQQQQQ ddddddddD5D5EEiPACKS4AL2步进电机的驱动电压输入接J10的VB脚；步进电机的A、B、C、D四相输入接J10的A、B、C、D脚。五、试验说明1、本试验使用的步进电机用直流+12V电压，电机线由A、B、C
5、、D四相组成。2、驱动方式为四相四拍方式。各线圈通电顺序如下表。按表中顺序切换，电机顺时针方向 转，若通电顺序相反，则电机轴按逆时针方向旋转。注：为提高步进电机负载能力和运行平稳，可使用四相八拍驱动方式）六、试验框图七、 步进电机试验程序MSTEP。ASM程序清单：P1 EQU 8200HP0 EQU 8300HORG 0000HSJMP STARTORG 0040HSTART：0000 02 00 40MOVSP,#60H75 8160CLRC0043 C3PUSHPSW0044C0D0MOVR5，#10010010B00467D92READ：MOVDPTR，#P10048908200MOV
6、X A，DPTR004BE0JBACC.0,DIRECT0004C20E005JBACC.0.DIRECT1004F20E106SJMP READ0052 80F4DIRECT0:MOV R7,#00H0054 7F00SJMPSPEED0056 80 02DIRECT1: MOVR7,#0FFH0058 7F FFSPEED:JBACC.2,SPEED0005A20 E211JBACC.3,SPEED1005D20 E312JBACC.4,SPEED2006020 E413JBACC.5,SPEED3006320 E514JBACC.6,SPEED4006620 E615JBACC.7,SP
7、EED5006920 E716AJMPREAD006C01 48SPEED0:MOVR6,#61H006E7E61AJMPWAVE0070 0186SPEED1:MOVR6, #51H00727E51AJMPWAVE0074 0186SPEED2:MOVR6,#31H00767E31AJMPWAVE007801 86SPEED3:MOVR6,#21H007A7E21AJMPWAVE007C01 86SPEED4:MOVR6,#11H007E7E11AJMPWAVE008001 86SPEED5:MOVR6,#09H00827E09MOVB, R600848E F0WAVE:LCALLDELAY
8、008612 00A2DJNZR6, WAVE 0089DE FBMOVDPTR,#P0008B90 8300MOVA,R5008E EDCJNER7,#00H,NEG 008F BF00 05POPPSW0092 D0 D0RLCA0094 33SJMPSSS0095 8003NEG:POP PSW0097D0 D0RRCA 009913SSS:PUSHPSW009AC0D0MOVR5,A009CFDANLA,#07H009D540FMOVXDPTR,A009FF0AJMPREAD00A00148DELAY :MOV R0,#40H00A2 7840DELAY1: MOV R1,#4FH 0
9、0A479 4FDJNER1,#4FH00A6 D9FEDJNER0,DELAY100A8 D8FARET00AA22END结语步进电机是一种输出与输入数字脉冲对应的驱动元件,具有快速启动和停止的能力。转子运 动的速率仅取决于驱动脉冲频率,转子运动的总位移也仅取决于总的驱动脉冲数,步距精密 准确,而且不易受电压、电流的波动,脉冲波形状, 自身和环境温度变化等干扰因素的影响。 在一定的频率范围内,启动、停止、正转、反转等运动方式的改变,都不会产生失步现象。采 用AT89S51单片机设计的三相步进电机控制系统，外围器件少，性价比高，不需扩展存储器。 整个系统具有结构简单、成本低廉、可靠性高、使用方便、通用性强和控制精度高等特点, 运行平稳， 控制效果良好。
