完整word版步进电动机控制器文档格式.docx
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,三相六拍方式的步距为1.5°
。
根据不同的信号频率形成不同的转速。
由三相脉冲加入的不同相序形成正转反转。
下面是两种工作方式的脉冲加入次序:
正转
反转
·
2.步进电动机控制器原理框图
三选择器件
器件清单:
序号
器件
个数
1
边沿D触发器74LS74
3
2
非门74LS04
10
选择器74LS151
6
4
四输入或门74LS32
11
5
编码器74LS147
加减法计数器74LS192
7
LM555
8
十进制加法器74LS160
表3-1器件清单
1.边沿D触发器74LS74
内部原理图如下:
图3-174LS74原理图
管脚图如下:
图3-274LS74管脚图
管脚介绍:
CP时钟输入端;
D数据输入端;
Q、
、输出端;
S指数端;
R清零端。
逻辑符号:
图3-3D触发器逻辑符号
D触发器功能表如下:
表3-2D触发器功能表
2.非门
非门管脚图:
图3-4非门管脚图
非门逻辑符号:
图3-5非门逻辑符号
3.8选1数据选择器(有选通输入端,互补输出)(74LS151)
74LS151管脚图如下:
图3-674LS151管脚图
引出端符号:
A、B、C
选择输入端
D0-D7
数据输入端
STROBE
选通输入端(低电平有效)
W
反码数据输出端
Y
数据输出端
74LS151内部原理图如下
图3-774LS151内部原理图
74LS151功能表如下:
表3-374LS151功能表
4.四2输入或门74LS32
74LS32管脚图如下:
图3-874LS32管脚图
引出端符号
1A-4A输入端
1B-4B输入端
1Y-4Y输出端
74LS32功能表如下
表3-474LS32功能表
5.10线-4线BCD优先编码器74LS147
74LS147内部原理图如下:
图3-974LS147内部原理图
74LS147管脚图如下:
图3-1074LS147管脚图
引出端符号
1--9编码输入端(低电平有效)
ABCD编码输入端(低电平有效)
74LS147功能表如下:
表3-5功能表
6.加减法计数器74LS192
74LS192内部原理图如下:
图3-1174LS192内部原理图
74LS192管脚图如下:
图3-1274LS192管脚图
输入端符号:
减计数时钟输入端
加计数时钟输出端
CLR异步清零端
P0--P3并行数据输入端
异步并行置入控制端
输出端符号:
Q0--Q3输出端
借位输出端
进位输出端
74LS194功能表如下:
表3-674LS192功能表
7.LM555
555内部原理图如下
图3-13LM555内部原理图
LM555CN管脚图如下:
图3-14LM555管脚图
引脚编号:
TR触发 OUT输出 RES复位 CV控制电压 TH阀值 DIS放电
8.十进制同步计数器(异步清除)74LS160
74LS160内部原理图如下:
图3-1574LS160内部原理图
74LS160管脚图如下:
图3-1674LS160管脚图
引出端符号:
TC进位输出端
CEP计数控制端
Q0-Q3输出端
CET计数控制端
CP时钟输入端(上升沿有效)
MR异步清除输入端(低电平有效)
PE同步并行置入控制端(低电平有效)
74LS160功能表如下:
表3-774LS160功能表
四功能模块
1.时钟电路
图4-1时钟电路
时间T:
脉冲频率:
频率变化范围近似为:
10Hz--10000Hz。
2.脉冲分配器
变量赋值
X=0表示三拍X=1表示六拍
Y=0表示正转Y=1表示反转
A、B、C表示三相的脉冲信号
列状态方程
根据不同的工作方式和不根据不同的工作方式和不同转向可列出以下状态转换表
XYABC
000
001
011
010
110
111
101
100
00
×
01
的状态装换表
状态装换表
根据A、B、C的状态装换表可列出
、
的状态方程
脉冲分配器的整个电路连接图
图4-1脉冲分配器
图4-2脉冲计数器
X=0,Y=0时,电动机作三相三拍正转运动
X=0,Y=1时,电动机作三相三拍反转运动
X=1,Y=0时,电动机作三相六拍正转运动
X=1,Y=0时,电动机作三相六拍反转运动
3.脉冲计数器
步数控制电路,能控制电动机运转到预置的步数时即停止转动,或运转到预定圈数时停转。
预置电路由74LS147、74LS192和一些门电路组合而成,74LS147输入数字后预置入由74LS192,74LS192减到0时控制电动机停止。
步数控制电路可以由一个74LS160的计数器,步数显示电路可以由一个数码管译码器显示。
电路图如图4-2所示
说明:
输入脉冲之前,输入数字后按下开关Z再打开开关置入数字。
置数时,0-9输入为个位,A-I输入为十位的1-9,十位的0为字母O。
4.脉冲放大器
脉冲放大器由二极管、三极管、稳压管、电机绕组组成。
靠三极管的放大作用将信号放大。
电路图
图4-3脉冲放大器
通过控制三极管的通断,控制绕组的通断。
五总体设计电路图
(一)Multism2001仿真结果
1.时钟电路
图5-1时钟电路仿真
2.步数计数器
图5-2步数计数器仿真
说明:
当输入数字为22时,开启脉冲计数器到达二十二后脉冲停止。
3.脉冲分配器
X=1,Y=0时,电动机作三相六拍正转运动:
X=1,Y=1时,电动机作三相六拍反转运动:
第一层为脉冲,第二层为A,第三层为B,第四层为C
A相绕组导通时:
B相绕组导通:
C相绕组导通时:
5.总体框图(图5-3总体图)
(2)硬件连接电路图结论与心得
通过在数字电路试验箱上进行硬件实验,我更进一步验证了步进电动机控制器各部分所要实现的功能.连接电路后,植入数字,打开脉冲,电动机转到预置步数后即停止接线的时候一定要细心,不要接错,同时也要学会如何判别芯片的好坏,要是芯片坏了即使接线再正确也出不来结果。
对设计图要仔细考虑电极不能接错,每个芯片的管脚一定要看清楚。
例如电容器上的标记方向要易看可见。
六实验感言
1、通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图,和芯片上的选择。
2、在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。
3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
4、经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。
从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。
5、此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,和与人合作共同提高,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
6、在此,感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助!
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