[实用新型]基于单片机的步进电机控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机控制步进电机的系统，适用于自动化控制行业，属于用单片机控制步进电机的方法技术领域。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

但现有的步进电机多采用电子线路和继电器控制，其结构复杂，可靠性低，故障率高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于单片机的用于步进电机控制的系统。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种基于单片机的步进电机控制系统，其特征在于，包括基于STC10F08XE单片机的运动控制单元，运动控制单元经由光耦隔离电路与步进电机驱动电路相连，步进电机驱动电路由THB6064AH芯片及其外围电路构成，步进电机驱动电路与步进电机相连，由5V电压输出电源电路为运动控制单元提供工作电压，由24V电压输出电源电路为光耦隔离电路及步进电机驱动电路提供工作电压。

优选地，所述5V电压输出电源电路采用NES-15-12开关电源；所述24V电压输出电源电路采用NES-150-24开关电源；NES-15-12开关电源与NES-150-24开关电源间相互独立隔离。

本实用新型的优点是：单片机实现的步进电机控制系统具有成本低、使用灵活的特点，单片机通过向步进电机驱动电路发送控制信号就能实现对步进电机的控制。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于单片机的步进电机控制系统的电路框图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种基于单片机的步进电机控制系统，包括基于STC10F08XE单片机的运动控制单元。STC10F08XE单片机是宏晶科技设计生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统51单片机，但速度快8-12倍。LQFP44封装形式，体积小巧且具备4路IO口。

采用RC复位电路用于单片机的上电复位。系统通电时电容充电，RST引脚为高电平，使得单片机复位；几个毫秒后电容充电完成，RST引脚电压下降为零，单片机进入工作状态。

单片机时钟电路选用震荡频率为11.0592MHZ的晶振。通过设置定时器T1工作方式2，产生9600波特率，用于单片机间的通信。

单片机引脚P0.0～P0.5上拉10K电阻，两线传感器一端接入单片机引脚P0.0～P0.5，一端接入地线，当步进电机前进或者后退达到限位点后传感器动作，将P0.0～P0.5由原来的上拉高电平拉低为低电平，同时单片机控制输出引脚P1.2，P1.3，P1.4(步进电机使能控制)为低电平，步进电机半流锁定。

P1.5，P1.6，P1.7为步进电机细分模式控制引脚，通过设置P1.5，P1.6，P1.7的高低电平的不同组合可产生8种细分模式，满足系统中机械走动快慢的要求。

步进电机在工作的过程中电枢绕组通断频繁，当通电时，会产生较大的du/dt，di/dt值，导致磁场耦合，形成严重的电磁干扰。当电枢绕组断电时，线圈中的磁场突然消失会产生很高的瞬变电压串入控制回路，会对系统中的其他电子元件产生相当打的电能冲击，特别是控制核心单片机，容易引起系统的误动作，甚至无法工作。

为了有效抑制步进电机的电磁干扰，提高系统的可靠性，在单片机控制与步进电机驱动回路中增加了光电隔离电路。光电隔离电路直接切断了单片机与步进电机驱动回路之间电的直接联系，实现了单片机与驱动回路系统地线的分别联接，防止处于大电流感性负载下工作的驱动电路产生的干扰信号通过线路串入单片机，影响系统的正常工作。