步進電機設(shè)計參考方案
本模塊可分為如下3個部分：
· 單片機系統(tǒng)：控制步進電動機；
· 外圍電路：PIC單片機和步進電動機的接口電路；
· PIC程序：編寫單片機控制步進電功機的接口程序，實現(xiàn)三角波信號的輸出功能。
?。?）步進電動機與單片機的接口。
單片機是性能極佳的控制處理器，在控制步進電機工作時，接口部件必須要有下列功能。
?、匐妷焊綦x功能。
單片機工作在5V，而步進電機是工作在幾十V，甚至更高。一旦步進電機的電壓串到單片機中，就會損壞單片機；步進電機的信號會干擾單片機，也可能導致系統(tǒng)工作失誤，因此接口器件必須有隔離功能。
②信息傳遞功能。
接口部件應(yīng)能夠把單片機的控制信息傳遞給步進電機回路，產(chǎn)生工作所需的控制信息，對應(yīng)于不同的工作方式，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生相應(yīng)的工作控制波形。
?、郛a(chǎn)生所需的不同頻率。
為了使步進電機以不同的速度工作，以適應(yīng)不同的目的，接口部件應(yīng)能產(chǎn)生不同的工作頻率。
?。?）電壓隔離接口。
電壓隔離接口專用于隔離低壓部分的單片機和高壓部分的步進電機驅(qū)動電路，以保證它們的正常工作。
電壓隔離接口可以用脈沖變壓器或光電隔離器，現(xiàn)在基本上是采用光電隔離器。單片機輸出信號可以通過TTL門電路或者直接送到晶體管的基極，再由晶體管驅(qū)動光電耦合器件的發(fā)光二極管。
發(fā)光二極管的光照到光電耦合器件內(nèi)部的光敏管上，轉(zhuǎn)換成電信號，再去驅(qū)動步進電機的功率放大電路，電流放大接口是步進電機功放電路的前置放大電路。它的作用是把光電隔離器的輸出信號進行電流放大，以便向功放電路提供足夠大的驅(qū)動電流。
?。?）工作方式接口和頻率發(fā)生器。
用單片機控制步進電動機，需要在輸入輸出接口上用3條I／0線對步進電動機進行控制，這時，單片機用I／O口的RA0、RAI、RA2控制步進電動機的三相。
步進電動機的控制方式一般分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制兩種控制方式，其中開環(huán)控制步進電機最簡單的控制方式就是玎環(huán)控制系統(tǒng)，在這種控制方式下，步進電機控制脈沖的輸入并不依賴于轉(zhuǎn)子的位置，而是按一固定的規(guī)律發(fā)出控制脈沖，步進電機僅依靠這一系列既定的脈沖而工作，這種控制方式由于步進電機的獨特性而比較適合于控制步進電機，適合于我國的國情這種種控制方式的特點是：控制簡單、實現(xiàn)容易、價格較低，這種控制方式特別在開環(huán)控制中，負載位置對控制電路沒有反饋。
因此，步進電機必須『F確地響應(yīng)每次勵磁的變化，如果勵磁變化太快，電機不能移動到新的位置，那么實際負載位置與理想位置就會產(chǎn)生一個偏差，在負載基本不變時，控制脈沖序列的產(chǎn)生較為簡單，但是在負載的變化可能較大的場合，控制脈沖序列的產(chǎn)生就很難照顧全面，就有可能出現(xiàn)失步等現(xiàn)象目前隨著微機的應(yīng)用普及，依靠微機，可以實現(xiàn)一些較復雜的步進電機的控制脈沖序列的產(chǎn)生。