步进电机的控制实验报告

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1、步进电机的控制实验报告一、实验目的1. 学 习步进电机的工作原理。2. 了 解步进电机的驱动电路。3. 学会用单片机控制步进电机。二、实验器件1. TIVA C系列芯片，电机模块和LCD显示模块。2. 电脑以及CCS开发软件。三、实验内容设计一个简单的程序驱动步进电机并控制转速，通过LCD板上的滚轮装置可以调节步进电机的转速。四、实验原理双极性四线步进电机 ：一般双极性四线步进电机线序是 A B A/B/,其中A与A/是一个线圈，B和B/是一个线圈，一般这种驱动 需要的是H桥电路。H双极性四线步进电机驱动相序：1 .单相四拍通电驱动时序正转： A/ B A B/反转： B/ A B A/2.

2、双相通电四拍驱动时序正转： A/B AB AB/ A/B/反转： A/B/ AB/ AB A/B3. 半步八拍驱动时序正转： A/ A/B B AB A AB/ B/ A/B/反转： A/B/ B/ AB/ A AB B A/B A/DRV883；驱动芯片：DRV8833为玩具、打印机及其他机电一体化应 用提供了一款双通道桥式电机驱动器解决方案。 该器件具有两个 H 桥驱动器，并能够驱动两个直流（DC）电刷电机、一个双极性步进电 机、螺线管或其他电感性负载。每个H桥的输出驱动器模块由N沟道功率MOSFE组成，这些MOSFE被配置成一个H桥，以驱动电机 绕组。每个H桥都包括用于调节或限制绕组电流

3、的电路。借助正确的PCB设计，DRV883啲每个H桥能够连续提供高达1.5-ARMS （或 DC的驱动电流（在25C和采用一个5VVMt源时）。每个H桥可 支持高达2A的峰值电流。在较低的VM电压条件下，电流供应能力 略有下降。 该器件提供了利用一个故障输出引脚实现的内部关断功 能，用于：过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热。另外，还提供 了一种低功耗睡眠模式。DRV8833内置于16引脚HTSSO封装或采用PowerPAD的QFN封装（绿色环保：RoHS和无Sb/Br ）。图 1 H 桥电路真值表设计思路 ：使用单相四拍通电驱动时序驱动步进电机。用单片机生 成四个占空比为25%相位逐个延迟90

4、度的PWMI号，按照特定顺序 输入到驱动芯片的 AIN1、AIN2、BIN1、BIN2引脚。通过调节LCD模 块上的滚轮来调节PWMI号的周期从而控制步进电机的转速。调节 的频率范围是25HZ-50HZ步进电机的转速信息通过传感器采样送 到单片机，信息处理后送到 LCD显示模块显示。实验主程序：int main（void）uint32_t pui32ADC0Value1;/ 保存 ADC采样值int speed = 0;uint32_t cur_Period, old_Period = 0; /根据滚轮 ADC转换值换算出当前的时间周期值/ 系统时钟设置SysCtlClockSet（SYSCT

5、L_SYSDIV_64 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN |SYSCTL_XTAL_16MHZ）;/ 初始化滚轮Init_ADCWheel();/ 使能 LCDLCD_Enable();/ 初始化 LCDLCD_Init();/ 清屏LCD_ScreenClr();/ 显示“ rpm 电机转速单位 转 / 分”字符LCD_Draw_Char(S, 0, 0);LCD_Draw_Char(p, 0, 8);LCD_Draw_Char(e, 0, 16);LCD_Draw_Char(e, 0, 24);LCD_Draw_Char(d, 0, 32);LCD_Dr

6、aw_Char(:, 0, 40);LCD_Draw_Char(, 1, 127-40);LCD_Draw_Char(r, 1, 127-32);LCD_Draw_Char(/, 1, 127-24);LCD_Draw_Char(s, 1, 127-16);LCD_Draw_Char(), 1, 127-8);/Enable PB0SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0);GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN

7、_0, GPIO_PIN_0);while(1)SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC);GPIODirModeSet(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_7, GPIO_DIR_MODE_IN);GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_7,GPIO_STRENGTH_2MA,GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD);GPIODirModeSet(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_6

8、, GPIO_DIR_MODE_IN);GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_6,GPIO_STRENGTH_2MA,GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);if(GPIOPinRead(GPIO_PORTD_BASE,GPIO_PIN_6)=0)Init_PWM();if(GPIOPinRead(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_7)=0)Init_PWM1(); 初始化时，检测按键，实现正反转ADCProcessorTrigger(ADC_BASE, SequenceNum);/ 等待完成取样转换while(!ADCIn

9、tStatus(ADC_BASE, SequenceNum, false)/清楚ADC中断标志位ADCIntClear(ADC_BASE, SequenceNum);/读取ADC采样值ADCSequenceDataGet(ADC_BASE, SequenceNum, pui32ADC0Value);/ 当前周期转化公式cur_Period = MIN_PERIOD + (MAX_PERIOD - MIN_PERIOD) *pui32ADC0Value0) / 4096;/记录ADC的变化率大小uint32_t temp = 0;if(cur_Period old_Period)temp = c

10、ur_Period - old_Period;elsetemp = old_Period - cur_Period;/cur_Period = PERIOD_TIME;/ ADC 实现 16 级的有极变化，if(temp 0xFFF)/ 调整周期/PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_0, cur_Period);PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_1, cur_Period);/PWMGenPeriodSet(PWM1_BASE, PWM_GEN_2, cur_Period);/PWMGenPeriodSet(PWM1_BAS

11、E, PWM_GEN_3, cur_Period);/ 调整占空比/PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_1, cur_Period / 2);/PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_2, cur_Period / 2);/PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_1, cur_Period / 4);/PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_2, cur_Period / 4);/PWMPulseWidthSet(PWM1_BASE, PWM_OUT_5, cur

12、_Period / 4);/PWMPulseWidthSet(PWM1_BASE, PWM_OUT_6, cur_Period / 4);/ 延时调整/PWMSyncTimeBase(PWM0_BASE, PWM_GEN_1_BIT);/SysCtlDelay(cur_Period / 4) );/PWMSyncTimeBase(PWM0_BASE, PWM_GEN_0_BIT);/SysCtlDelay(cur_Period / 4);/PWMSyncTimeBase(PWM1_BASE, PWM_GEN_3_BIT);/SysCtlDelay(cur_Period / 4);/PWMSyn

13、cTimeBase(PWM1_BASE, PWM_GEN_2_BIT);/ 计算电机转数speed = ROM_SysCtlClockGet() / cur_Period; old_Period = cur_Period;/ 计算频率并显示unsigned char number = 0;int i = 0 ;unsigned char data4 = 0;data0 = speed / 1000;data1 = (speed / 100) % 10;data2 = (speed / 10) % 10;data3 = (speed / 1) % 10;/如果ADC采样值发生变化则更新显示for

14、(i = 0; i 1)LCD_Draw_Char(number + datai, 1, 20 + 10 * (i + 1)elseLCD_Draw_Char(number + datai, 1, 20 + 10 * i);/ 系统延时，一秒执行 4 次ROM_SysCtlDelay(SysCtlClockGet() / 12);五、实验调试1. 将程序下载到单片机上。2. 运行程序，打开电机开关，这时候可以看到步进电机转动。图 2 步进电机转动3. 调节滚轮可以调节步进电机的转速。图 3 通过滚轮调节电机转速六、实验心得1. 学会了步进电机的分类和工作原理。2. 了解步进双极性四线电机的驱动

15、电路，通过两个H桥电路轮流导通，带动电机转动一定的角度。3. 进一步熟悉CCS这个开发环境，学会使用更多的函数，但由于学习资料较少未能很好掌握。组员：黄资贺何凯邓东晖制度说明制度是以执行力为保障的。制度”之所以可以 对个人行为起到约束的作用，是以有效的执 行力为前提的，即有强制力保证其执行和实 施，否则制度的约束力将无从实现，对人们 的行为也将起不到任何的规范作用。只有通 过执行的过程制度才成为现实的制度，就像 是一把标尺，如果没有被用来划线、测量， 它将无异于普通的木条或钢板，只能是可能 性的标尺，而不是现实的标尺。制度亦并非 单纯的规则条文，规则条文是死板的，静态 的，而制度是对人们的行为发生作用的，动 态的，而且是操作灵活，时常变化的。是执 行力将规则条文由静态转变为了动态，赋予 了其能动性，使其在执行中得以实现其约束 作用，证明了自己的规范、调节能力，从而 得以被人们遵守，才真正成为了制度。