步进电机运放信号发生器设计.docVIP

 PAGE 43 北京工业大学 课程设计报告 学院 电控 专业 通信工程 班级 通信工程242 组号 10 题目 步进电机控制电路 基于运放的信号发生器设计 姓名 尹 燃 学号 同组人 吴 萌 指导老师 纪宝伦 成绩 2011年5月 步进电机控制电路提纲： 设计要求 电路设计 步进电机的实际连接及测量 实验中遇到的问题及解决方案 收获体会 参考资料 一、设计要求 步进电机控制电路 （一）、设计任务 本课题要求设计一个步进电机控制电路，该电路能对步进电机的运行状态进行控制。 （二）、基本要求 1、能控制步进电机正转和反转及运行速度，并由LED显示运行状态。（步进电机工作方式可为单四拍或双四拍）。 2、测量步进电机的步距角。(通过实测步进电机旋转一周所需要的脉冲数，推算出步进电机的步距角)。 （三）、扩展要求 设计步进电机工作方式为四相八拍。 （四）、设计框图 步进电机控制电路主要由脉冲发生电路、环行脉冲分配电路、控制逻辑及正反控制门、功率放大器（驱动电路）和步进电机等组成。 脉冲发生电路 环形脉冲分配电路 控制电路 驱动电路 脉冲显示 步进电机 （五）、参考元器件 NE555，计数器74LS161，74LS08，74LS74，74LS14（04），74LS138（74LS153）， 四相步进电机，发光二极管，续流二极管IN4004，复合三极管TIP122，5Ω（1W）电阻，其他电容、电阻若干。 补充说明： 本实验提供的是四相步进电机，它对外有六条引线， 其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相，但引脚具体排序未知，故在使用前需要对步进电机进行分析，测试，并判断出具体的相序。 四相步进电机磁激励方式基本有三种： i、单四拍方式，通电顺序为A——B——C——D——A； ii、双四拍方式，通电顺序为AB——BC——CD——DA——AB； iii、四相八拍方式，通电顺序为A——AB——B——BC——C——CD——D——DA——A。 如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机将正向转动。若通电顺序与上述相反，如单四拍方式，通电顺序A——D——C——B——A，则步进电机将反向转动。 如下表所示为步进电机的单四拍和双四拍的励磁方式及A、B、C、D相的输入逻辑信号。有关步进电机的工作原理及使用方法请自己查阅资料。 工作方式励磁方式D B C A 单四拍方式 A1 1 1 0B1 1 0 1C1 0 1 1D0 1 1 1A1 1 1 0 双四拍方式 AB1 1 0 0BC1 0 0 1CD0 0 1 1DA0 1 1 0AB1 1 0 0 电路设计 脉冲发生电路 环形脉冲分配电路 控制电路 驱动电路 脉冲显示 步进电机 根据框图： 、脉冲发生电路： 1、设计目标： 设计一个可以产生占空比和周期可调的方波信号的脉冲发生器。 2、基本思路： 利用NE555构成的多谐振荡器产生所需信号。 3、选用原件：NE555、5K欧电位器、300欧电阻、50微法电容、0.01微法电容。 4、电路原理图： 原理公式：T1=(R1+R2)Cln2、T2=R2Cln2 为使脉冲频率为几赫兹，电阻和电容应选择恰当的数值，通过计算和实际测试，我们选用了5K欧电位器、300欧电阻、50微法电容、0.01微法电容。 电路图如下： 仿真波形 实际电路图： 、环形脉冲分配电路 设计目标： 设计一个可以生成四路如图表所示变化的脉冲信号，其状态变化由NE555产生的脉冲控制。并能通过开关切换单四拍或双四拍模式。 双向移位寄存器74LS194的功能很接近步进电机的运行的逻辑信号： 74LS194的功能表： RD’S1 S0工作状态0X X置零10 0保持10 1右移11 0左移11 1并行输入