维普资讯ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ ＜ 小 型 电 机 ）０３ ３ （） 中 ２０ ， １ ０ 由 Ｓ－５２ 成 的 五 相 步 进 电 机 驱 动 器 Ｉ ０构 ７ ４ ３ 由 Ｓ．５２ Ｉ ０ 构成 的五相步进 电机驱 动器 ７ 淮海 工学 院 （ 省连 云港 市 ，２０ ５ 张 永 ２ ２０ ） 李 存 华 摘 要 介 绍 由 Ａ ８ Ｃ ０ １构 成 的 五 相 步 进 电 机 驱 动 器 的设 计 思 路 ， 用 Ｔ９ ２５ 采 ＳＮ Ｅ Ａ Ｋ Ｎ公 司的 五相 步进 电机 驱动 器 Ｓ． ０ （ Ｌ ５ １／Ｌ ６０ ） 大 大 简 化设 计 Ｉ ５ ２ Ｓ Ａ ０ １Ｓ Ａ ５ ３ ， ７ 方案 ， 制稳 定可 靠 ， 有较 大的 应用价 值 。 控 具 关 ｔ 词 单 片机 驱动 器 五相 步进 电机 张 永 １６ ９９年 ８月 生 ，０２年 毕 业 于 南 京 ２０ 理 工 大 学 自 动 控 制 专 业 ， 士 ，步进电机 师 。研 究 方 硕 讲 Ｆｉｅ－ｈ ｓ ｔｐ ｅ ｏ ｏ ｎ ｒ ｌ ｒ ｖ － ａ ｅ Ｓ ｅ ｐ ｒ Ｍ ｔ ｒ Ｃｏ ｔ ｏｌ ｐ ｅ Ｃｏ ．ｒ ｃｅ ｔ Ｉ７ ０ ｎ ｕ ｔ ｄ ｗｉ Ｓ － ５ ２ ￣ ｈ Ｚｈａ ｇ Ｙｏｎ ｎ ｇ， ＬｉＣｎ ｈｕ ｎ ａ 向为控制理论与应 用及 人工智能。 Ａｈ吐喇 ： ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｏ ｔ ｅ ｉｎ ｔ ｅｆｖ — ｈ ｓ ｔｐ ｅ ｔｒｃ ｎ ｒｌｅ Ｔｈ ａ ｅ ｎ ｒｄ ｃ ｓｈ ｗｏ ｄ ｓｇ ｈ ｅ ｐ ａ ｅ ｓｅ ｐ ｒｍｏｏ ｏ ｔｏｌｒ ｉ ｃ ｎｔ ｅ ｙ８ Ｃ ０ ．Ｔ ｅｐ ｅ ｔ ｓｄ ｓ ｅ ａｅ ｎ５ ｐ ａｅ ｓ ｐ ｉｇ ｍ ｔｒｄ ｖｒ ｏｓ ｍｃｄ ｂ ９ ２ ５ １ ｈ ｍｊｃ ｅｉ ｄ ｂ ｓｄ ｏ 一 ｈ ｓｔ ｐｎ ｏｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｇ ｅ ｉ Ｓ一５ ２ ＳＡ５ １／Ｌ ６０ ） Ｔ ｅｄｓ ｉｐｅａｄｉ ｐｏｅ ｅｒ ｉ ｉｔ ａｄｃｎ Ｉ ０ （ Ｉ ０ １Ｓ Ａ ５３ ． ｅｉ ｉ ｓ ｌ ｎ ｒ ｓ ｌ ｂｌｙｎ ｏ — ７ ｈ ｎ ｇ ｓ ｍ ｍ ｖ ｔ ｅ ａ ｉ ｈ ｔ ｕ ｌｔ ｒａｌ ｍｌｑ ａｉ ｇ ｅ ｔｙ． ｙ Ｋｅ ｒ ： ｉｇｅ ｃ ｉ Ｃｏ ｔｏｌｒ Ｆ ｖ — ｈ ｓ ｔｐ ｅ ｔｒ ｙ ｗｏ ｄｓ Ｓｎ ｌ ｈｐ ｎ ｒｌｅ ｉｅ ｐ ａ ｅ ｓｅ ｐ ｒｍｏ ｏ １ 引 言 随着集 成 电路 制 造 技 术 的 发展 ， 成 功 率放 集 大器 的性 能不 断提 高 ， 当前 ， 出现 了许 多用 于直 流 步进 电机 驱动 的性 能优 良的集 成 电路 产品 。对 于 步进 电机控 制 电路 的设 计 人 员 来 说 ， 用 性 能参 选 的特点 。本 文介 绍 的驱动 器采 用 Ａ ８ Ｃ ０ １ 片 Ｔ９ ２５ 单 机 为 中央 处 理 器 ， 合 恒 流 步 进 电 机 驱 动 器 ｓ． 结 Ｉ ７０ （ Ｌ Ｓ １／Ｌ ６ ０ ） 其 控 制 电 路方 便 地 实现 ５ ２ Ｓ Ａ Ｏ １Ｓ Ａ ５ ３ ， 了智能 化 、 高精度 、 可靠 性等 性能 。驱 动器 能 准 高 确地 跟踪 外部 脉 冲信 号 频 率 的 变 化 ， 场 使 用方 现 便。 数都 比较合 适 的 集成 功 率 放 大 器 ， 采 用 分 立元 与 件设 计 的功放 电路 相 比 ， 不但 能 减 少 功 放 电路 的 ２ 系统 框 图 该驱 动 器 是 以 ８ Ｃ ０ １为 控 制 核 心 ， ｓ． ９ ２５ 以 Ｉ ７ ０ （Ｌ Ｓ １ ／Ｌ ６ ０ ） ５ ２ Ｓ Ａ Ｏ １Ｓ Ａ ５３ 为驱 动器 驱 动 步 进 电机 ， 体积 ， 高 电路 的整 体性 能 ； 提 而且 由于集 成 功放 中 设计 了多种 多 样 的保 护 电路 ， 而 可 以 减 少 系统 从 发生 故 障 的 可 能 性 ， 高 电路 的 可 靠 性 。例 如 ， 提 ＳＮ Ｅ Ａ Ｋ Ｎ公 司的 Ｓ．５ ２ Ｓ Ａ ０ Ｓ Ａ ５ ３ ， Ｉ ０ （ Ｌ ５ １／Ｌ ６ ０ ） 只需 ７ １ 外部 信号输 入 采 用 光 电 隔 离 ， 单 片 机输 出 的信 从 号也 采用 光 电隔 离 。系统 框 图如 图 １ 所示 。 外接 三个 电阻 ，步进电机 一个 三极 管和一 个 电容 ， 即可 实现 ８Ｃ ０ １ 片 机 ， 指 令 系 统 与 ＭＣ ．１ 全 ９ ２５ 单 其 Ｓ５ 完 兼容 ， 片 内带有 ２ Ｂ的 ＥＰ Ｏ 可 以方 便地 构 且 Ｋ ２ Ｒ Ｍ， 成一 个 小 系统 。 步进 电机 的全 桥恒流 驱动 。充 分体 现 了集成 功放 电路 外 围电路 简单 、 能稳 定 可靠 、 性 控制 功能 全面 — － — ＋ 光 —－ — ● — ８Ｃ Ｏ ｌ ９ ２ ５ 光 — Ｓ．５ ２ Ｉ７ ０ （Ｌ ０ Ｉ Ｓ Ａ５ １ 偶 — —● — — － － — １ — １ ＳＡ５ ） ＿ ／ 偶 ＿ Ｌ ６ ３ ／ ０ ● 图 １ 系统 结构 图 维普资讯ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ 由 Ｓ－５２构成的五相步进 电机驱 动器 Ｉ ０ ７ ＜ 中小型 电机）Ｏ ３３ （ ） ２Ｏ ，０ １ ３ 恒 流 斩 波 五 相 步 进 电 机 驱 动 器 Ｓ ．５ ２ Ｓ Ａ Ｏ １Ｓ Ａ ５ ３ Ｉ ０ （ Ｌ ５ １／Ｌ ６ ｏ ） ７ ３ １ Ｓ．５２（ ． Ｉ ０ Ｓ ７ １，Ｉ ６ ０ ） 要 性 能 ｌｓ』 ５ ３ 主 Ａ 大输 出持 续 电流 ：Ａ ７ 大输 出峰 值 电流 ：０ １Ａ 大输 入脉 冲频 率 ：０ Ｈ １ｋ ｚ ３ ２ Ｓ．５ ２ Ｓ Ａ ０ １Ｓ Ａ ．ｋ） 围 电路 ． Ｉ ０ （ Ｌ Ｓ １／Ｌ ６ ３ 外 ７ ｑ 参数 工 作 温 度 范 围 ： 。 ～ ＋６ Ｃ（ Ｉ ５ ２ ０ Ｃ ５。 Ｓ一 ０ ） ７ 一 图与 内部 结构 图 典型 接法 如 图 ２所示 。步进电机 图 中 为外 接 电阻 、 电容 和 ４ ＂ ＋１０ Ｃ Ｓ ０ Ｓ６０ ） ０Ｃ～ ５ 。 （ Ｉ ｌ，Ｉ ５ ３ ｌ Ａ Ｓ－５ Ｓ Ａ ０ １Ｓ Ａ ５ ３ 外 Ｉ ２ 翮 ７０ （ Ｌ ５ １１Ｌ ６０ ） 围 器 件 电 路 图 电机 电源 电压 范围 ： ５ ＋１Ｖ～＋４ Ｖ ４ 逻辑 电压 ： ２ ＋１Ｖ 卜步进 电机 的接法 。 Ｉ ｌ ２Ｖ － （Ｖ ５） Ｏ Ｃ Ｉ１ ０ＩＦ ６ ：０ ／３Ｖ ｔ Ｃ：０１ ／５ ２５ ｆ ２ Ｖ ｌ ｏ ｃ３ Ｉ ｕ ／ ｕ Ｖ Ｌ ? ｕ ｐ ｔ Ｉ ， … Ｃ３＋ Ｉ ＤｉＲ ３ ｍ ｋ ｎ ：Ｋ－Ｓ ａｅ ） 工 ２ ５ 点 邑 鑫 ２ ２ ｌ ７ １ ４ ６ ＿ 一 蓁 屠 。 磊 ｇ 萎 ８ 【 柚 ２ｌ 步进 电动机 Ａｃ ｉｅ Ｈｉ ｈ ｔｖ ｇ Ｒｘ ｔ（ ｐ＝ ． ／ ｏｔ ） Ｏ ２Ｒ ｙ ９ ，Ｐ ｐ １ ｘ－． ） Ｒ ０Ｄ ． ａ０ １／ ｓ ３ Ｏ ａ＝Ｂ Ｒ／３０ ０ Ｒ１ ＝ＶＸ ＇ ００ ＋ ＇ （ Ｒ＝ １０ Ｒ ／５ ０＋ ｘ ＇５ ０ ｘ ｘ（１０ Ｒ ） 图 ２ Ｓ ７０ （Ｌ ５ １，Ｌ ６０ ） 围器 件 电路 图 Ｉ ５ ２Ｓ Ａ ０ ｌ Ａ ５３ 外 － Ｓ Ｓ．５ （Ｌ ５ １，Ｌ ０ ） １ ０ Ｓ Ａ ０ Ｓ ６ ３ 内部 结构 图 如 图 ３ ７２ ｌ ５ 所示。 ３ ３ 工 作 原 理 ． Ｖｓ ｇ ＃＝ ０ １ ．９× 一０ ０ （ｅ ｔ ａ ｅ ．３ ｃｎｅ ｖｌ ） ｒ ｕ 其 中 ＝５ ， 应 取 阻 值 极 小 且 功 率 较 大 的 水 Ｖ 泥电 阻或 陶瓷 电阻 。 ３． ２ Ｐ ｗｅ ｏ ｄｅ ３． ｏ ｒｄ ｗｎ ｍｏ Ｓ－ ０ （ Ｌ ５ １／Ｌ ６ ０ ） Ｉ ５ Ｓ Ａ ０ １Ｓ Ａ ５ ３ 的控 制 方 式 采 用 ７２ 固定 关 断 时 间 的 斩 波 放 大 技 术 （ ｉ ｆｔ ｅ Ｆ ｏ Ｏ －ｍ ｘ ｄ ｉ Ｃ ｏｐｒ ， ｈ ｏｅ） 工作 过程 如下 ： 这 种工作 方 式 是 对 第 一 种 工作 方式 的补 充 ， 因为在 种工 作方 式下 ， 由于输 出电流很 大 ， 有 时峰值 电流 可 达到 １Ａ， ０ 这样 在 电机锁 相 时 ，两相步进电机 成 造 器件 和 电机某 一 相 通 电时 间 过 长 ， 热 而 烧 坏 电 发 路 ， 采取 这 种 低 电 流 方式 ， 图 ２中 的 Ｐ 故 在 Ｄ端 ， 上 电后 ， 在有输 入 脉 冲信 号 且 锁 相 信 号无 效 的情 况下 ， 片机采 样整， 步 方式 按 图 ２电路 给 单 半 ７０ ４ ６和 ７ ０ ４ ４送控 制信 号 ， 电机按 Ｄｒ ｔ ｎ的方 向 ｉｃｏ ｅ ｉ 转动 ， 五相 步进 电机 （ 角 形接 法 ） 具 体 工作 原 五 的 理 如 图 ４所示 。 加一 信 号 ， Ｎ Ｎ 的三 极 管导 通 ， Ｒ 使 Ｐ 使 ｘ接 在 ｓ． Ｉ ７ ０ 第 ２角上 ， ５ ２的 其计算 公 式如 下 一 ． Ｓ－５ ２的工 作方 式 有 如下 两 种 ， 输 出波 形 Ｉ ０ ７ 其 如 图 ５所 示 。 ３． １ Ｎｏｍａ ｄ ３． ｒ ｌｍｏ ｅ 一 ６． ５ × Ｒ ６ × Ｖｇｎ ｓ ０ ０ （ｅ ｔ ａ ｅ ．３ ｃｎｅ ｖ ｕ ） ｒｌ Ｉ 叭吣 ＝ 这种 工作 方式 是把 图 ２中的 Ｒ 断开 ， 使驱 动 步进 电机 的 电流达 到 大值 ， 其计 算公 式 如下 ｌ ＝ 嘲 维普资讯ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ ＜ 中小 型 ￣ ｇ ）０ ３３ （ ） ［ ［２０ ，０ １ １ 由 Ｓ－５２构 成 的五 相 步 进 电 机 驱 动 器 Ｉ ０ ７ ２ Ｒｌ Ｔｐ ｙ Ｒ２ ０Ｑ Ｔ ｐ ５ ｙ 》 》 》 》 １ ２ 图 ３ ｓ－５ ２ｓＡ５ｌ／Ｌ ６０ ） Ｉ Ｏ （ Ｉ ｏ １Ｓ Ａ ５３ 内部 电路 图 ７ ４ 其 他 外 围 电路 脉 冲信 号 ， 向信号 ， 相信 号分 别用 光偶 进 方 锁 行 隔离 ，两相步进电机 中脉 冲信 号 接 ８ Ｃ ０ １的外 部 中 断 ０ 其 ９ ２５ ， 方 向信 号接 Ｐ ． ， 相 信号 接 Ｐ ． ， 半 步 信 号 ３５锁 ３ ６ 整， 接 Ｐ ． ， ｌ口的 Ｐ ． ３７Ｐ １０到 Ｐ ． １７和 Ｐ ． 、３ １ 过 ３０ Ｐ ． 经 光 偶 隔离接 到 图 ２所示 五相 的上端 驱动 与下 端 驱 动 共 ｌ 输人 口。 ０个 ５ 软 件 设 计 软件 采 用模 块化 结构 。该 软件 主 要完 成如 下 任务 ： 由外部 中断 ＩＴ Ｎ ０跟 踪 脉 冲信 号 的变 化 ， 当 脉冲信 号 由高 变低 时， 人 中 断，两相步进电机 描 Ｐ ． 、 进 扫 ３ ６ 图 ４ 步 进 电 机 工 作 原 理 Ｐ ． 、３ ７决 定 锁 相 ， 向 ， ３５ Ｐ ． 方 和整， 步 ， 进 电 机 半 步 走一 步 ， 等待 中断 退 出 。退 出 中 断后 等 待 下 一 后 爝 次 中断 。 程序 流程 如 图 ４所示 。 时间 ｔ 暴０ ６ 结 束 语 图 ５ 输 出 电 流 的波 形 维普资讯ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ 由 Ｓ－５２构 成 的 五 相 步 进 电机 驱 动 器 Ｉ ０ ７ ＜ 中小 塑 电机 ） ０３３ （ ） ２ ０ ，０ １ 图 ６ 程 序 流 程 图 该 五 相步 进 电 机 控 制器 的研 制 成 功 ， 步进 使 电机 的 控制 实现 了高精 度 、 可靠 性等 性能 ， 高 现场 使用 方便 ， 且能 准 确 地 跟 踪 外 部 脉 冲信 号 频率 的 变化 。 参 考 文献 １ 孙 育 才 ． Ｓ５ ＭＣ － １系 列 单 片 机 及 应 用 ． 南 大 学 出 版 社 ， 东 ｌ９ ９Ｏ ２ 余 永 权 ．９系列 Ｆ Ａ Ｈ 单 片 机 原 理 及 应 用 ． ８ ＬＳ 电子 工 业 出版 社 ． ３ 关 德 新 ， 文 全 ． 片 机 外 围 器 件 实 用 手 册 电 源 器 件 冯 单 分册 ． 京航空航天大学 出版社 ． 北 收 稿 日期 ：０２０ ．５ ２０ －３２ 始 终走 在 电机 Ｃ Ｄ 的 前 列 Ａ ? 变 极 多 速 三 相 异 步 电 动 ’ 设 计 程 序 介 绍 机 基于 目前软件开发均 以 Ｗｉｄｗ 软件平 台为工作环境的现状 ， ｎｏ ｓ 变极多速三相异步 电动 机设 计程 序新版本采 用 Ｖｓａ Ｂｓ 语 言 ， ｉ ｌ ａｃ ｕ ｉ 以窗 口化 的界面形 式 ， 实现 了在 Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 环境下 ｄ 运 行。该 软件操作简单 ， 用方便 。 使 １ 软件 的主要功 能 ． （）含有 Ｙ １ Ｄ系￣ （ ８ — ８） Ｊ ＩＨ ０ ２０ 设计数据 （）电机负荷率计算 ２ （）显示转矩． 速曲线 转 （ ）显示效率 、 ４ 功率 因数等主要性能曲线 程序的使用 范围 ． （ ）单绕组变极双速 电机设 计 １ ①倍极 比绕组设 计 ② 非倍极 比绕 组设计 （ ）两套绕组多速 电机设计 ２ （ ）显示变极绕组 电气接线 （ ）单速普通绕组笼型 电机设 计 ３ 上 海 电 器 ｒ 学 研 究 所 ｒ ４ 联 系地址 ： 市武宁路 ５５号 电线 ０ 黄坚
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