基于單片機的步進(jìn)電機驅動(dòng)電路設計

　　AT89C2051將控制脈沖從P1口的P1.4～P1.7輸出，經(jīng)74LS14反相后進(jìn)入9014，經(jīng)9014放大后控制光電開(kāi)關(guān)，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號進(jìn)行電壓和電流放大，驅動(dòng)步進(jìn)電機的各相繞組。使步進(jìn)電機隨著(zhù)不同的脈沖信號分別作正轉、反轉、加速、減速和停止等動(dòng)作。圖中L1為步進(jìn)電機的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對上位機脈沖信號周期的影響。
　　圖3中的RL1～RL4為繞組內阻，50Ω電阻是一外接電阻，起限流作用，也是一個(gè)改善回路時(shí)間常數的元件。D1～D4為續流二極管，使電機繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢通過(guò)續流二極管(D1～D4)而衰減掉，從而保護了功率管TIP122不受損壞。

　　在50Ω外接電阻上并聯(lián)一個(gè)200μF電容，可以改善注入步進(jìn)電機繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機的高頻性能。與續流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時(shí)間常數，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，也起到提高高頻工作性能的作用。

　　3.軟件設計

　　該驅動(dòng)器根據撥碼開(kāi)關(guān)KX、KY的不同組合有三種工作方式供選擇：

　　方式1為中斷方式：P3.5(INT1)為步進(jìn)脈沖輸入端，P3.7為正反轉脈沖輸入端。上位機(PC機或單片機)與驅動(dòng)器僅以2條線(xiàn)相連。

　　方式2為串行通訊方式：上位機(PC機或單片機)將控制命令發(fā)送給驅動(dòng)器，驅動(dòng)器根據控制命令自行完成有關(guān)控制過(guò)程。

　　方式3為撥碼開(kāi)關(guān)控制方式：通過(guò)K1～K5的不同組合，直接控制步進(jìn)電機。

　　當上電或按下復位鍵KR后，AT89C2051先檢測撥碼開(kāi)關(guān)KX、KY的狀態(tài)，根據KX、KY 的不同組合，進(jìn)入不同的工作方式。以下給出方式1的程序流程框圖與源程序。

　　在程序的編制中，要特別注意步進(jìn)電機在換向時(shí)的處理。為使步進(jìn)電機在換向時(shí)能平滑過(guò)渡，不至于產(chǎn)生錯步，應在每一步中設置標志位。其中20H單元的各位為步進(jìn)電機正轉標志位;21H單元各位為反轉標志位。在正轉時(shí)，不僅給正轉標志位賦值，也同時(shí)給反轉標志位賦值;在反轉時(shí)也如此。這樣，當步進(jìn)電機換向時(shí)，就可以上一次的位置作為起點(diǎn)反向運動(dòng)，避免了電機換向時(shí)產(chǎn)生錯步。

　　圖4 方式1程序框圖

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