二相混合式步进电机驱动控制系统设计

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摘要:给出了一种使用AT89C2051单片机、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件实现的
二相步进电动机驱动控制系统。阐述并分析了系统的工作原理、构成以及各功能的实现方案。实验结果表
明,控制系统运行正常,成本低廉，可靠性较高。
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关键词:单片机;步进电机;脉宽调制

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8 H# @# Y7 @  q" j  k! [: ]; F0引言
  r  s2 t! M3 W- K步进电机是一种增量式驱动电机,可将电脉
冲信号转换成相应的角位移或线位移,其位移步
5 ~# G& F+ K; U. C4 }. ?% O8 F距与输人脉冲信号相对应,步距误差无长期积累，
. O: N" }3 B' W! H% d, I* F易于起停、正反转及调速。但是步进电机不能直
% p- N+ C6 p6 }& h5 b! e接使用交直流电源驱动,必须使用由专用集成芯
+ n  p- ~" a/ a+ G' T片构成的专用驱动电路。专用集成电路集成度
高体积小、驱动效率高、控制较稳定,但是驱动电
路控制柔性差、功能单一、价格较高,而且高集成
度也限制了芯片的散热，使得它的驱动电流和功
率都较小。本文介绍了一种使用单片机
8 i) K, w' o6 }, y* fAT89C2051、集成脉宽调制(PWM)控制芯片
. S/ Y- b' m; ]( c) @4 kSG3525和GAL20V8等器件实现的步进电机驱动
5 @& |3 [6 h, O1 P系统。该系统结构简单、驱动功率大、运行稳定，
' K& L% ]; l6 ~在步进电机控制领域中有着广阔的应用前景。
1控制系统设计
本控制系统主要由波形发生电路PWM斩波
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电路、驱动与功率电路及过流保护电路等四部分
组成(系统框图如图1所示),采用单片机
AT89C2051作为波形发生电路和系统控制的核
心。单片机接收外部控制指令后，输出四路波形
8 j: L- ^& ]- a$ B5 N/ l) f3 p" C控制信号。这些控制信号与SG3525输出的两路
PWM信号经过可编程器件GAL20V8组合形成8
  J+ K: W* \% a路斩波控制信号,控制各功率管前级驱动电路的
导通与关断,从而达到控制步进电机运行的目的。
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一盆绿箩

单片机接收外部控制指令后，输出四路波形控制信号