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用移位寄存器制作步進電機驅(qū)動電路

用移位寄存器制作步進電機驅(qū)動電路

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-7-27 16:30:32 點擊數(shù)：3

【字體：

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現(xiàn)在市面上步進電機驅(qū)動電路很多，價格也比較貴，本人在業(yè)余時間制作了一款價廉而且實用的驅(qū)動電路。經(jīng)實驗證明效果良好且可以驅(qū)動大功率步進電機。還有一優(yōu)點就是有與單片機直接相連的端口控制簡單。
在介紹電路之前先來介紹一下步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。市面上一般步進電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示：

    如何能使它轉(zhuǎn)起來呢?一般有兩種方法：
1．單相驅(qū)動：一相一相驅(qū)動。線圈加高電平順序是：黃'藍'紅'橙；或是：橙'紅'藍'黃。其中黑白接地。
2．雙相驅(qū)動：當要求電動機輸出大功率時可以兩相兩相同時驅(qū)動。線圈加高電平順序為：黃+紅'藍+橙；或是：橙+藍'紅+黃。
    了解步進電機的驅(qū)動方式后、我想到了用移位寄存器產(chǎn)生移位脈沖來讓步進電機動起來。電路如圖2。
    圖2是通過撥碼開關控制74LS194使Q0、Q1、Q2、Q3產(chǎn)生上面提過的兩種移位脈沖來控制U1(光電耦合器)，運用光電耦合器是為了使控制電路的電源與電機的電源隔離從而減少相互的干擾，當然也可以用可控硅來代替。R3～R6是1～10k的普通電阻，本例采用1k。其中將DSL接Q0是為了構(gòu)成循環(huán)左移。同樣DSR接Q3是為了構(gòu)成循環(huán)右移。這樣接就可以實現(xiàn)循環(huán)左右移從而實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。

74LS194的使用如下表：

要讓74LS194工作還必須有脈沖信號。CLK的脈沖信號可由時基電路555產(chǎn)生．電路見圖3。

調(diào)節(jié)R1可改變輸出脈沖的周期從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。當然這樣的控制不是很精確，如果想精確調(diào)節(jié)可用單片機來控制，只要把P0、P1、P2、P3、S0、S1、MR、LCK接到單片機的IO口(如P1口)脈沖的產(chǎn)生用定時，這里就不做詳細介紹，原理是一樣的。
為了提供足夠大的電流還要加一個驅(qū)動電路，如圖4。

按照以上電路圖連接好后就可以調(diào)試了。接上電源后用撥碼開關控制電動機的運轉(zhuǎn)，首選置數(shù)，比如是單相驅(qū)動可設預置數(shù)0001（即P3置0、P2置0、P1置0、P0置1），然后S1、S2同時置1，把預置數(shù)送出，接下來就可以通過改變S1、S0的狀態(tài)來改變脈沖的左移右移，從而改變電動機的正反轉(zhuǎn)，如10為正轉(zhuǎn)則01為反轉(zhuǎn)。當正反轉(zhuǎn)沒問題后可以通過調(diào)節(jié)圖3的R1來改變電動機的轉(zhuǎn)速快慢。當接不同功率的電機時可以改變+12V電源（變大或變小），不過值得注意的是電流不要超過三極管的最大工作電流，TIP127是PNP達林頓管，最大可提供5A電流。R5、R6、R7、R8是普通電阻，1-10K自行調(diào)節(jié)，本例中用了1K；R9、R10、R11、R12是大功率限流電阻，功率2-3W阻值2-22歐，本例采用了22歐；D1、D2、D3、D4為保護晶體管而設，可在斷電時為感應電勢提供泄放通路。本人采用以上電路自己親手制作一遍，效果還是不錯的，可以驅(qū)動不同型號不同功率的步進電機，輕輕松松實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制和速度調(diào)節(jié)。
如想精確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、可用單片機來實現(xiàn)，只要去掉555時基振蕩電路、把圖1改為圖5即可。

控制的原理與上面是一樣的，就是提高了精度，擴大了調(diào)節(jié)范圍，使用起來比較簡單．此電路的編程也比較方便。這里不做詳細介紹。在制作電路時可以在電路板上留出P0、P1、P2、P3、S0、S1、MR、LCK的端口這樣不但可以通過開關來控制也可以方便改接單片機。

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