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* 多路序列信号发生器设计 一、学习目标: 设计由555定时器、移位寄存器、存储器等器件构成的多路序列信号输出电路,用于控制步进电机或彩灯循环。用Proteus软件进行仿真并安装实际电路。 二、设计任务: (1)设计多路序列信号输出电路,用于控制步进电机; (2)用数码管的上四段或下四段模拟步进电机的工作; (3)步数控制:四相八拍和四相四拍两种工作方式。 (4)能控制步进电机的正转和反转 ; (5)步数显示; (6)对设计电路进行仿真和修改,并安装和调试实际电路。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三、设计思路: (1)步进电机介绍 步进电机接收步进脉冲而一步一步地转动,并带动机械装置实现精密的角位移和直线位移。广泛应用于各种自动控制和计算机系统中如:数控机床、机器人、打印机、光驱等。 如图三相步进电机,它由转子和定子组成,定子上绕制了A、B、C三个线圈构成三个不同的绕组。 不同绕组上所加脉冲的不同,形成不同的步距和转速。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (2)基本设计思路 四相步进电机有四相八拍和四相四拍两种工作方式。按照如下状态转换图的顺序工作: 下面以四相八拍工作方式为例,说明其设计思路,即如何产生四相八拍方式的状态转换图。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 八状态转换产生电路: 方案1:采用触发器设计:设计复杂,且存在不能自启动问题。 方案2:采用集成计数器设计:可产生递增或递减,且状态连续,不存在自启动问题。 方案3:采用移位寄存器设计:不是递增或递减,状态不连续,存在自启动问题。 八状态转换产生电路 时钟产生电路 码组变换电路 步进电机所要求的八状态转换图 即多路序列信号输出, 设计的原理框图: Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 码组变换电路: 方案1:译码器+门电路 方案2:存储器 八状态转换产生电路 时钟产生电路 码组变换电路 步进电机所要求的八状态转换图 即多路序列信号输出, 设计的原理框图: Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 八状态转换产生电路设计 (1)采用集成计数器设计:可采用熟悉的74LS161产生连续的八个状态:0000-0111。 (2)采用移位寄存器设计:移位寄存器可构成两种类型的计数器:环形和扭环形计数器。这里只介绍扭环形计数器: 将集成移位寄存器74LS194的最高位反馈到右移输入端DSR 产生不连续的八个状态:0000、0001、0011、0111、1111、1110、1100、1000 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 码组变换电路设计 “码组变换电路”的作用: 将“八状态转换产生电路” 的状态转换图(连续或不连续)变换成步进电机所要求的状态转换图。 Q3Q2Q1Q0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 D3D2D1D0 0001 01H 0011 03H 0010 02H 0110 06H 0100 04H 1100 0CH 1000 08H 1001 09H Q3Q2Q1Q0 0000 0001 0011 0111 1111 1110 1100 1000 D3D2D1D0 0001 01H 0011 03H 0010 02H
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