步进电机调速试验

步进电机调速试验  

0、  本系统电路试验已经调试完成

1、  重要器件说明

电机：上海仪表电机厂45BF3三相步进电机，步距角1.5/3度（单三、双三为1.5；六拍为3度）24V，0.2A

硬件环形脉冲分配器：MB8713

功率放大芯片：ULN2803L

2、  控制原理

步进电机控制系统（这里就是指步进电机驱动器）输入为脉冲、方向指令，输出为给电机的若干相方波形电压。输入的脉冲信号，一般有0-5v的单端TTL电平（对应上位机位集电极开路输出），或者是相差2~6V或-2~-6V的差动信号（符合422标准，对应上位机为422标准总线驱动）。输出信号为电机所需几伏到几十伏直流方波电压。

驱动电路关键是要根据接收到的脉冲信号，进行单三、双三、六拍所需的环形脉冲分配。然后接功率放大即可。有很多书里介绍软件环形脉冲分配，根本就是实验室里骗自己玩得，实际使用时没有一点价值。

环形脉冲有专用芯片，MB8713,PMM8713，说上还有介绍CH250的，最后一个是国产芯片，遗憾的是这个芯片买不到。有关8713系列，读者估计会看到一部分书里讲是两相、四相步进电机用脉冲分配器，有些书里介绍可以配置成三相四相。而且英文资料说是两相和四相。本系统控制的就是三相步进，眼见为实，证明了至少可以用在三相步进电机中。



图1 步进电机驱动电路图

   上位机的脉冲信号利用C8051f022的定时器产生，这个频率可以控制的低一点。利用8位可编程计数阵列PCA产生的频率偏高，如果控制步进电机不太合适。频率过高，电机就听到嗡嗡的声音，电机不动。

程序如下：

$include (c8051f020.inc)               ; Include register definition file.

       ORG     0000H
       AJMP    MAIN
       ORG     0073H
       CPL  P0.1
ORG     50H
MAIN:
   mov WDTCN, #007h ; Watchdog Timer Control Register
   mov WDTCN, #0DEh    ; Disable WDT
   mov WDTCN, #0ADh  
   mov XBR2,#40H
   mov TMR3RLL, #0ddh; Timer 3 Reload Register Low Byte
   mov TMR3RLH, #0ffh; Timer 3 Reload Register High Byte
   mov TMR3H, #0ffh  ; Timer 3 High Byte
   mov TMR3L, #0ddh  ; Timer 3 Low Byte

   mov EIE2, #001h
   mov EIP2, #001h  ;Extended Interrupt Priority 2
   setb ea
   mov TMR3CN, #006h ; Timer 3 Control Register T3使用系统时钟
   SETB TR0
   SETB P0.0
 
   
HERE: AJMP HERE
 3、存在问题

理论和实际差别是很大的，实验中奠基转，但是转速和频率是不成比例的，丢步严重，时间原因没有继续调试，启动频率也很大。因为只有一台小步进电机，不知是不是因为旧电机的问题。有过类似经历的人可以谈谈。

4、以上均为一家之言，很希望大家批评指正，如有问题，也可以联系我。我最想了解的是曾经做过产品的人说说，市场出售步进电机驱动器的扭矩在5N.M，电压70~80V等的驱动器是采用什么芯片。