步進電機的工作原理及演示資料

步進電機的工作原理及演示   主題:步進電機的工作原理   步進電機的工作原理及其原理圖    一?前言 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件?在非超載的情況下,電機的轉速?停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉過一個步距角?這一線性關系的存在,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點?使得在速度?位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單? 雖然步進電機已被廣泛地應用,但步進電機并不能象普通的直流電機,交流電機在常規(guī)下使用?它必須由雙環(huán)形脈沖信號?功率驅動電路等組成控制系統方可使用?因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械?電機?電子及計算機等許多專業(yè)知識? 目前,生產步進電機的廠家的確不少,但具有專業(yè)技術人員,能夠自行開發(fā),研制的廠家卻非常少,大部分的廠家只一?二十人,連最基本的設備都沒有?僅僅處于一種盲目的仿制階段?這就給用戶在產品選型?使用中造成許多麻煩?簽于上述情況,我們決定以廣泛的感應子式步進電機為例?敘述其基本工作原理?望能對廣大用戶在選型?使用?及整機改進時有所幫助? 二?感應子式步進電機工作原理 (一)反應式步進電機原理 由于反應式步進電機工作原理比較簡單?下面先敘述三相反應式步進電機原理? 1?結構: 電機轉子均勻分布著很多小齒,定子齒有三個勵磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開?0?1/3て?2/3て,(相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以て表示),即A與齒1相對齊,B與齒2向右錯開1/3て,C與齒3向右錯開2/3て,A'與齒5相對齊,(A'就是A,齒5就是齒1)下面是定轉子的展開圖: 2?旋轉: 如A相通電,B,C相不通電時,由于磁場作用,齒1與A對齊,(轉子不受任何力以下均同)?如B相通電,A,C相不通電時,齒2應與B對齊,此時轉子向右移過1/3て,此時齒3與C偏移為1/3て,齒4與A偏移(て-1/3て)=2/3て?如C相通電,A,B相不通電,齒3應與C對齊,此時轉子又向右移過1/3て,此時齒4與A偏移為1/3て對齊?如A相通電,B,C相不通電,齒4與A對齊,轉子又向右移過1/3て這樣經過A?B?C?A分別通電狀態(tài),齒4(即齒1前一齒)移到A相,電機轉子向右轉過一個齒距,如果不斷地按A,B,C,A……通電,電機就每步(每脈沖)1/3て,向右旋轉?如按A,C,B,A……通電,電機就反轉? 由此可見:電機的位置和速度由導電次數(脈沖數)和頻率成一一對應關系?而方向由導電順序決定? 不過,出于對力矩?平穩(wěn)?噪音及減少角度等方面考慮?往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A這種導電狀態(tài),這樣將原來每步1/3て改變?yōu)?/6て?甚至于通過二相電流不同的組合,使其1/3て變?yōu)?/12て,1/24て,這就是電機細分驅動的基本理論依據? 不難推出:電機定子上有m相勵磁繞阻,其軸線分別與轉子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1?并且導電按一定的相序電機就能正反轉被控制——這是步進電機旋轉的物理條件?只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機,出于成本等多方面考慮,市場上一般以二?三?四?五相為多? 3?力矩: 電機一旦通電,在定轉子間將產生磁場(磁通量Ф)當轉子與定子錯開一定角度產生力F與(dФ/dθ)成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br為磁密,S為導磁面積, F與L*D*Br成正比L為鐵芯有效長度,D為轉子直徑 Br=N·I/R N·I為勵磁繞阻安匝數(電流乘匝數)R為磁阻? 力矩=力*半徑 力矩與電機有效體積*安匝數*磁密 成正比(只考慮線性狀態(tài))因此,電機有效體積越大,勵磁安匝數越大,定轉子間氣隙越小,電機力矩越大,反之亦然? (二)感應子式步進電機 1?特點: 感應子式步進電機與傳統的反應式步進電機相比,結構上轉子加有永磁體,以提供軟磁材料的工作點,而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能,因此該電機效率高,電流小,發(fā)熱低?因永磁體的存在,該電機具有較強的反電勢,其自身阻尼作用比較好,使其在運轉過程中比較平穩(wěn)?噪音低?低頻振動小? 感應子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機?一個四相電機可以作四相運行,也可以作二相運行?(必須采用雙極電壓驅動),而反應式電機則不能如此?例如:四相,八相運行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現其條件為C=,D=. 一個二相電機的內部繞組與四相電機完全一致,小功率電機一般直接接為二相,而功率大一點的電機,為了方便使用,靈活改變電機的動態(tài)特點,往往將其外部接線為八根引線(四相),這樣使用時,既可以作四相電機使用,可以作二相電機繞組串聯或并聯使用? 2?分類 感應子式步進電機以相數可分為:二相電機?三相電機?四相電機?五相電機等?以機座號(電機外徑)可分為:42BYG(BYG為感應子式步進電機代號)?57BYG?86BYG?110BYG?(國際標準),而像70BYG?90BYG?130BYG等均為國內標準? 3?步進電機的靜態(tài)指標術語 相數:產生不同對極N?S磁場的激磁線圈對數?常用m表示? 拍數:完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態(tài)用n表示,或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數,以四相電機為例,有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:對應一個脈沖信號,電機轉子轉過的角位移用θ表示?θ=360度/(轉子齒數J*運行拍數),以常規(guī)二?四相,轉子齒為50齒電機為例?四拍運行時步距角為θ=360度/(50*4)=1.8度(俗稱整步),八拍運行時步距角為θ=360度/(50*8)=0.9度(俗稱半步)? 定位轉矩:電機在不通電狀態(tài)下,電機轉子自身的鎖定力矩(由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的) 靜轉矩:電機在額定靜態(tài)電作用下,電機不作旋轉運動時,電機轉軸的鎖定力矩?此力矩是衡量電機體積(幾何尺寸)的標準,與驅動電壓及驅動電源等無關? 雖然靜轉矩與電磁激磁安匝數成正比,與定齒轉子間的氣隙有關,但過份采用減小氣隙,增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的,這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音? 4?步進電機動態(tài)指標及術語: 1?步距角精度: 步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差?用百分比表示:誤差/步距角*100%?不同運行拍數其值不同,四拍運行時應在5%之內,八拍運行時應在15%以內? 2?失步: 電機運轉時運轉的步數,不等于理論上的步數?稱之為失步? 3?失調角: 轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,電機運轉必存在失調角,由失調角產生的誤差,采用細分驅動是不能解決的? 4?最大空載起動頻率: 電機在某種驅動形式?電壓及額定電流下,在不加負載的情況下,能夠直接起動的最大頻率? 5?最大空載的運行頻率: 電機在某種驅動形式,電壓及額定電流下,電機不帶負載的最高轉速頻率? 6?運行矩頻特性: 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性,這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的,也是電機選擇的根本依據?如下圖所示: 其它特性還有慣頻特性?起動頻率特性等? 電機一旦選定,電機的靜力矩確定,而動態(tài)力矩卻不然,電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流(而非靜態(tài)電流),平均電流越大,電機輸出力矩越大,即電機的頻率特性越硬?如下圖所示: 其中,曲線3電流最大?或電壓最高;曲線1電流最小?或電壓最低,曲線與負載的交點為負載的最大速度點? 要使平均電流大,盡可能提高驅動電壓,使采用小電感大電流的電機? 7?電機的共振點: 步進電機均有固定的共振區(qū)域,二?四相感應子式步進電機的共振區(qū)一般在180-250pps之間(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角為0.9度),電機驅動電壓越高,電機電流越大,負載越輕,電機體積越小,則共振區(qū)向上偏移,反之亦然,為使電機輸出電矩大,不失步和整個系統的噪音降低,一般工作點均應偏移共振區(qū)較多? 8?電機正反轉控制: 當電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DA或()時為正轉,通電時序為DA-CA-BC-AB或()時為反轉? 三?驅動控制系統組成 使用?控制步進電機必須由環(huán)形脈沖,功率放大等組成的控制系統,其方框圖如下: 1?脈沖信號的產生? 脈沖信號一般由單片機或CPU產生,一般脈沖信號的占空比為0.3-0.4左右,電機轉速越高,占空比則越大? 2?信號分配 我廠生產的感應子式步進電機以二?四相電機為主,二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二種,具體分配如下:二相四拍為,步距角為1.8度;二相八拍為,步距角為0.9度?四相電機工作方式也有二種,四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度;四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角為0.9度)? 3?功率放大 功率放大是驅動系統最為重要的部分?步進電機在一定轉速下的轉矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)?平均電流越大電機力矩越大,要達到平均電流大這就需要驅動系統盡量克服電機的反電勢?因而不同的場合采取不同的的驅動方式,到目前為止,驅動方式一般有以下幾種:恒壓?恒壓串電阻?高低壓驅動?恒流?細分數等? 為盡量提高電機的動態(tài)性能,將信號分配?功率放大組成步進電機的驅動電源?我廠生產的SH系列二相恒流斬波驅動電源與單片機及電機接線圖如下: 說明: CP 接CPU脈沖信號(負信號,低電平有效) OPTO 接CPU+5V FREE 脫機,與CPU地線相接,驅動電源不工作 DIR 方向控制,與CPU地線相接,電機反轉 VCC 直流電源正端 GND 直流電源負端 A 接電機引出線紅線    接電機引出線綠線 B 接電機引出線黃線 接電機引出線藍線 步進電機一經定型,其性能取決于電機的驅動電源?步進電機轉速越高,力距越大則要求電機的電流越大,驅動電源的電壓越高?電壓對力矩影響如下: 4?細分驅動器 在步進電機步距角不能滿足使用的條件下,可采用細分驅動器來驅動步進電機,細分驅動器的原理是通過改變相鄰(A,B)電流的大小,以改變合成磁場的夾角來控制步進電機運轉的? 四?步進電機的應用 (一)步進電機的選擇 步進電機有步距角(涉及到相數)?靜轉矩?及電流三大要素組成?一旦三大要素確定,步進電機的型號便確定下來了? 1?步距角的選擇 電機的步距角取決于負載精度的要求,將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上,每個當量電機應走多少角度(包括減速)?電機的步距角應等于或小于此角度?目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機)?0.9度/1.8度(二?四相電機)?1.5度/3度 (三相電機)等? 2?靜力矩的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定,我們往往先確定電機的靜力矩?靜力矩選擇的依據是電機工作的負載,而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種?單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的?直接起動時(一般由低速)時二種負載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負載,恒速運行進只要考慮摩擦負載?一般情況下,靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好,靜力矩一旦選定,電機的機座及長度便能確定下來(幾何尺寸) 3?電流的選擇 靜力矩一樣的電機,由于電流參數不同,其運行特性差別很大,可依據矩頻特性曲線圖,判斷電機的電流(參考驅動電源?及驅動電壓)綜上所述選擇電機一般應遵循以下步驟:     4?力矩與功率換算 步進電機一般在較大范圍內調速使用?其功率是變化的,一般只用力矩來衡量,力矩與功率換算如下: P= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其P為功率單位為瓦,Ω為每秒角速度,單位為弧度,n為每分鐘轉速,M為力矩單位為牛頓·米 P=2πfM/400(半步工作) 其中f為每秒脈沖數(簡稱PPS) (二)?應用中的注意點 1?步進電機應用于低速場合---每分鐘轉速不超過1000轉,(0.9度時6666PPS),最好在1000-3000PPS(0.9度)間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低? 2?步進電機最好不使用整步狀態(tài),整步狀態(tài)時振動大? 3?由于歷史原因,只有標稱為12V電壓的電機使用12V外,其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值 ,可根據驅動器選擇驅動電壓(建議:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),當然12伏的電壓除12V恒壓驅動外也可以采用其他驅動電源, 不過要考慮溫升? 4?轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機? 5?電機在較高速或大慣量負載時,一般不在工作速度起動,而采用逐漸升頻提速,一電機不失步,二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度? 6?高精度時,應通過機械減速?提高電機速度,或采用高細分數的驅動器來解決,也可以采用5相電機,不過其整個系統的價格較貴,生產廠家少,其被淘汰的說法是外行話? 7?電機不應在振動區(qū)內工作,如若必須可通過改變電壓?電流或加一些阻尼的解決? 8?電機在600PPS(0.9度)以下工作,應采用小電流?大電感?低電壓來驅動? 9?應遵循先選電機后選驅動的原則? 1.步進電機概述 步進電機是一種能夠將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件,它實際上是一種單相或多相同步電動機?單相步進電動機有單路電脈沖驅動,輸出功率一般很小,其用途為微小功率驅動?多相步進電動機有多相方波脈沖驅動,用途很廣? 使用多相步進電動機時,單路電脈沖信號可先通過脈沖分配器轉換為多相脈沖信號,在經功率放大后分別送入步進電動機各相繞組?每輸入一個脈沖到脈沖分配器,電動機各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化,轉子會轉過一定的角度(稱為步距角)? 正常情況下,步進電機轉過的總角度和輸入的脈沖數成正比;連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時,電動機的轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系,不受電壓波動和負載變化的影響?由于步進電動機能直接接收數字量的輸入,所以特別適合于微機控制?  1.1步進電機的特性   步進電機轉動使用的是脈沖信號,而脈沖是數字信號,這恰是計算機所擅長處理的數據類型?從20世紀80年代開始開發(fā)出了專用的IC驅動電路,今天,在打印機?磁盤器等的OA裝置的位置控制中,步進電機都是不可缺少的組成部分之一?總體上說,步進電機有如下 優(yōu)點: 1.不需要反饋,控制簡單? 2.與微機的連接?速度控制(啟動?停止和反轉)及驅動電路的設計比較簡單? 3.沒有角累積誤差? 4.停止時也可保持轉距? 5.沒有轉向器等機械部分,不需要保養(yǎng),故造價較低? 6.即使沒有傳感器,也能精確定位? 7.根椐給定的脈沖周期,能夠以任意速度轉動? 但是,這種電機也有自身的缺點? 8.難以獲得較大的轉矩 9?不宜用作高速轉動 10.在體積重量方面沒有優(yōu)勢,能源利用率低? 11.超過負載時會破壞同步,速工作時會發(fā)出振動和噪聲? 1.2 步進電機的種類 目前常用的步進電機有三類: 1?反應式步進電動機(VR)? 采用高導磁材料構成齒狀轉子和定子,其結構簡單,生產成本低,步距角可以做的相當小,但動態(tài)性能相對較差? 2?永磁式步進電動機(PM)? 轉子采用多磁極的圓筒形的永磁鐵,在其外側配置齒狀定子?用轉子和定子之間的吸引和排斥力產生轉動,轉動步的角度一般是7.50?它的出力大,動態(tài)性能好;但步距角一般比較大? 3?混合步進電動機(HB)? 這是PM和VR的復合產品,其轉子采用齒狀的稀土永磁材料,定子則為齒狀的突起結構?此類電機綜合了反應式和永磁式兩者的優(yōu)點,步距角小,出力大,動態(tài)性能好,是性能較好的一類步進電動機,在計算機相關的設備中多用此類電機? 2?步進電機的工作原理 現以反應式三相步進電機為例說明其工作原理? 三相步進電機的定子鐵心上有六個形狀相同的大齒,相鄰兩個大齒之間的夾角為60 度?每個大齒上都套有一個線圈,徑向相對的兩個線圈串聯起來成為一相繞組?各個大齒的內表面上又有若干個均勻分布的小齒? 轉子是一個圓柱形鐵心,外表面上圓周方向均勻的布滿了小齒?轉子小齒的齒距是和定子相同的?設計時應使轉子齒數能被二整除?但某一相繞組通電,而轉子可自由旋轉時,該相兩個大齒下的各個小齒將吸引相近的轉子小齒,使電動機轉動到轉子小齒與該相定子小齒對齊的位置,而其它兩相的各個大齒下的小齒必定和轉子的小齒分別錯開正負1/3 的齒距,形成“齒錯位”,從而形成電磁引力使電動機連續(xù)的轉動下去? 和反應式步進電動機不同,永磁式步進電動機的繞組電流要求正,反向流動,故驅動電路一般要做成雙極性驅動?混合式步進電動機的繞組電流也要求正,反向流動,故驅動電路通常也要做成雙極性? 2.1?步進電機的勵磁方式 步進電機有2相?4相和5相電機?在4相電機中有4組線圈,若電流按順序通過線圈則使電機產生轉動?2相電機中有2組線圈?從圖9.3可以發(fā)現,在各線圈中引出中間端子,因此若以中間端子為基準即可實現4相,稱這4為A?B?C?D的勵磁相?本實驗使用的就是這種方式的4相電機,而勵磁方式中有1相(單向)勵磁?2相(雙向)勵磁和1-2相(單-雙向)勵磁方式?此外,如果轉動的方向不正確,可以交替1?2端子或3?4號端子  (1). 1相勵磁方式 按ABCD的順序總是僅有一個勵磁相有電流通過,因此,對應1個脈沖信號電機只會轉動一步,這使電機只能產生很小的轉矩并會產生振動,故很少使用?   A B C D T1 1 0 0 0 T2 0 1 0 0 T3 0 0 1 0 T4 0 0 0 1 圖2.T1-T4表示脈沖周期;ABCD表示電機的各相,1表示此時有一個脈沖,0表示沒有 (2). 2相勵磁方式 按AB?BC?CD?DA的方式總是只有2相勵磁,通過的電流是1相勵磁時通過電流的2倍,轉矩也是1相勵磁的2倍?此時電機的振動較小且應答頻率升高,目前仍廣泛使用此種方式?   A B C D T1 1 1 0 0 T2 0 1 1 0 T3 0 0 1 1 T4 1 0 0 1 圖3.T1-T4表示脈沖周期;ABCD表示電機的各相,1表示此時有一個脈沖,0表示沒有脈沖 (3). 1-2相勵磁方式 即實驗中所有的勵磁方式,它按A?AB?B?BC?C?CD?D?DA的順序交替進行線圈的勵磁?與前述的2個線圈勵磁方式相比,電機的轉速是原來的1/2,應答頻率范圍變?yōu)樵瓉淼?倍?轉子以滑動的方式轉動?   A B C D T1 1 0 0 0 T2 1 1 0 0 T3 0 1 0 0 T4 0 1 1 0 T5 0 0 1 0 T6 0 0 1 1 T7 0 0 0 1 T8 1 0 0 1 圖4.T1-T8表示脈沖周期;ABCD表示電機的各相,1表示此時有一個脈沖,0表示沒有脈沖 3.與微處理器的連接方式 步進電機并不是直接與CPU相連的?由于開發(fā)板上外部設備很多,各功能模塊與微處理器的連接方式有專用線路,局部總線與擴展總線?  3.1 局部總線與擴展總線 局部總線與微處理器直接相連,擴展總線通過一個總線控制器74LVCH6245與局部總線相連? 從CPU 出來的數據?地址?讀寫控制等信號構成局部總線?NAND FLASH?SDRAM和網卡芯片AX88796 直接掛在局部總線上的?局部總線經過四片74LVCH16245 驅動后作為擴展總線引到其他外設以及168Pin 擴展槽?由于數據線是雙向的,所以16245芯片必須有方向控制信號,這里采用經過隔離后的寫控制信號OE 作為數據線所在16245 芯片的方向控制線?當OE 有效時16245 芯片把擴展總線上的數據傳輸到局部總線上;當OE無效時反之?另外,必須注意,當系統對局部總線上的芯片讀數據時OE 一樣會起作用,這樣就必須對局部總線和擴展總線進行總線仲裁,這里是外設所具有的四個片選信號nGCS1?3?4?5 用74HC21 相與后作為數據線所在的16245 芯片的輸出使能控制線,只有當系統對擴展總線讀操作,也就是上述四個片選之一有效時,16245 才能對局部總線輸出數據,否則無論OE 如何都呈現高阻態(tài)?如下圖: 注:LDATA表示局部總線的數據線;DATA表示擴展總線的數據線?74LVCH16425芯片共有四塊,限于篇幅僅舉一片為例,其它三片芯片,一片用于數據線的低位連接,兩片用于地址線的連接? 注:由于片選線使用的負邏輯電平有效,所有此處用的是與門 3.2芯片74HC573 擴展總線連接在芯片74HC573上,擴展總線的DATA0-DATA7分別接在74HC573的八個數據輸入端上?74HC573芯片是由8個三態(tài)門組成的寄存器,它起到暫時保存信息和隔離總線的作用?芯片的輸出I\O0—I\O3用于D\A數模轉換,I\O4—I\O7用于步進電機的控制?  描述: 這個芯片采用的是八進位的D觸發(fā)器,它可以驅動電容式或電阻式的負載?因此它特別適合應用于緩沖寄存器?IO端口?雙向的總線控制器?和操作寄存器? 當寄存器的使能端(LE)為高電平時,Q輸出端和D輸入端一一對應;當LE為低電平時,輸出端管腳Q輸出的是寄存器中已被設定的值?當一個能開啟緩沖功能的負邏輯管腳(OE)為0時,無論是在正常邏輯狀態(tài)還是在高阻抗狀態(tài)下,都能放置八位的輸出數據?在高阻抗狀態(tài)下?輸出并沒有負載或者進行控制總線?高阻態(tài)和改進的總線驅動可以在不拉起元件的情況下控制總線傳輸?OE端并不影響寄存器內部的操作?當輸出端呈高阻狀態(tài)時舊的數據可以被保存或者新的數據進行輸入?  3.3步進電機模塊的驅動電路 74HC573芯片的輸出I\O4—I\O7用于用來驅動步進電機的轉動?數據線要首先接在步進電機模塊的一個接口上?接口對信號進行放大,使之能夠驅動步進電機?放大后的信號就可以直接的來使步進電路進行工作了?  3.4?開發(fā)板中的步進電機 本開發(fā)板中使用的步進電機為四相步進電機?轉子小齒數為64? 系統中采用四路I/O 進行并行控制,ARM 控制器直接發(fā)出多相脈沖信號,在通過功率放大后,進入步進電機的各相繞組?這樣就不再需要脈沖分配器?脈沖分配器的功能可以由純軟件的方法實現如上圖所示?  四相步距電機的控制方法有四相單四拍,四相單?雙八拍和四相雙四拍三種控制方式? 步距角的計算公式為: θb=3600/mCk 其中:m 為相數,控制方法是四相單四拍和四相雙四拍時C 為1,控制方法是四相單?雙八拍時C 為2,Zk 為轉子小齒數?  本系統中采用的是四相單?雙八拍控制方法,所以步距角為360°/512?但步進電機經過一個1/8 的減速器引出,實際的步距角應為360°/512/8? 開發(fā)平臺中使用EXI/O 的高四位控制四相步進電機的四個相?按照四相單?雙八拍控制方法,電機正轉時的控制順序為A→AB→B→BC→C→CD→D→DA?EXI/O 的高四位的值參見下表:   十六進制 二進制 通電狀態(tài) 1H 0001 A 3H 0011 AB 2H 0010 B 6H 0110 BC 4H 0100 C CH 1100 CD 8H 1000 D 9H 1001 DA 表5. 電機正轉時,EXIO的高四位的值  反轉時,只要將控制信號按相反的順序給出即可?可以通過宏 SETEXIOBITMASK(bit,mask)(EXIO.h)來設置擴展I/O 口,其中mask 參數為0xf0? 本實驗使作的是1-2相勵磁方式,還可以使用1相勵磁方式和2相勵磁方式? * 1相勵磁方式的順序是ABCD,因此只要設置數組 char stepdata[]={0x10,0x20,0x400x,0x80} 即可 * 2相勵磁方式的順序是AB,BC,CD,DA,   因此只要設置數組 char stepdata[]={0x30,0x60,0xc0,0x90}  即可 * 要實現電機的反轉,只需將上面數組的值按相反的順序排列即可  4?驅動程序的編程 驅動程序采用C語言進行編程,下面是驅動程序中幾個重要的函數? static int do_stepmotor_run(char phase) //通過調用這個函數使步進電機轉起來 { unsigned int bak; //變量bak用于存放從寄存器中讀出的值    bak = readw(s3c2410_exio_base);      //調用內核函數將基地址為s3c2410_exio_base寄存 //器的值讀出并放在bak中 DPRINTK_STEP("s3c2410_exio_base content is %x\n", bak); //調試輸出語句 tiny_delay(5); //延時函數,有延時功能  bitops_mask_bit(phase, 0xf0, &bak); //清除4-8位然后再設置phase傳進來的位(也是4-8位) DPRINTK_STEP("s3c2410_exio_base content is %x\n", bak); //調試輸出語句 tiny_delay(5);  writew(bak, s3c2410_exio_base); //調用內核函數將bak的值寫入相應的寄存器中 bak = readw(s3c2410_exio_base); //再次將寄存器的值讀出 DPRINTK_STEP("s3c2410_exio_base content is %x\n", bak); //利用調試語句再次將修改后的寄存器中的值輸出,以驗證其正確性 tiny_delay(5); DPRINTK_STEP("\n"); return 0; }   驅動程序主要通過上面這個函數來使步進電機轉動?控制電機的是一個寄存器(地址是s3c2410_exio_base=0x08000100),只要給它適當的值電機就可以運動起來?這個函數通過傳遞變量phase從應用程序獲得數據?然后使用函數readw()把寄存器的值就讀出并送給bak; 通過函數bitops_mask_bit()修改bak的值;最后由writew()寫回到寄存器中?  5?應用程序的編程 1?步進電機模塊 步進電機模塊和DA 模塊是使用Bank1 地址空間擴展出來的IO 口?共同使用驅動 s3c2410-exio.o? 在驅動程序中,與步進電機相關的主要在函數s3c2410_exio_ioctl: 2?對應的應用源程序  #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <sys/ioctl.h>  #define STEPMOTOR_IOCTRL_PHASE     0x13  static int step_fd = -1; char *STEP_DEV="/dev/exio/0raw"; //定義一個指針指向步進電機的驅動程序   /*********        A, AB, B, BC, C   CD,    D, DA           ***/ char stepdata[]={0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,0x90};//各個相位對應的值   void Delay(int t) //延時函數 {     int i;     for(;t>0;t--)        for(i=0;i<400;i++); }   /****************************************************************/ int main(int argc, char **argv) {  int i = 0;  if((step_fd=open(STEP_DEV, O_WRONLY))<0){      printf("Error opening /dev/exio/0raw device\n");      return 1;  } /* 打開設備的驅動程序,由于LINUX把所有的設備都模擬成文件? step_fd=open(STEP_DEV,0_WRONLY)實際調用的函數為: static int s3c2410_exio_open(struct inode *inode, struct file *filp) //驅動程序中的設備打開程序 */   for (;;) {        for (i=0; i<sizeof(stepdata)/sizeof(stepdata[0]); i++) {            ioctl(step_fd, STEPMOTOR_IOCTRL_PHASE, stepdata[i]);              } /* 程序進入一個死循環(huán),這樣可以使電機在沒有人為停止的狀況下,一直的轉動下去? * 第二層for語句循環(huán)一次即電機轉動一周?函數ioctl()對應函數                *s3c2410_exio_ioctl() * 而這個函數最終將調用函數 do_stepmotor_run((char)arg);使步進電機轉動起來? */    printf("Delay(100)\n");    Delay(100);     }     close(step_fd);   //程序結束時關閉設備     printf("Step motor start running!\n");     return 0; 勵志美文美句摘抄 1?不要放棄自己就是真正的堅強,虛心就是堅強,努力就是堅強,從頭再來就是堅強,正直就是堅強,學會堅強之前要學會如何愛惜自己? 2?人生,就沒有,永遠的悲痛;也沒有,永遠的歡欣?能使我們堅強的,往往不是順境,而是逆境;能讓我們醒悟的,往往不是高興,而是傷心?學會忍受,懂得艱辛,于曲折中前進? 3?人都說比天空和大地更遠的距離是人與人的距離,因為人心里都會藏匿太多的猜忌和戒備,想要快樂就甩開生命中這些過于沉重,卻又不必要的行李吧,生命中有愛就足夠了?試著給周圍你所熟識的還有你還陌生的人一個真誠無惕的微笑吧,它可以觸摸到他人的心靈,微笑是有感染力有連帶性的,它會無聲的滲透進每個易感的心靈,更會讓更多的心靈為之感動,心中有愛就會快樂,就會讓微笑發(fā)自心底,燦爛在臉上? 4?千萬不要因為自己已經到了結婚年齡而草率結婚?想結婚,就要找一個能和你心心相印相輔相攜的伴侶?不要因為放縱和游戲而戀愛,不要因為戀愛而影響工作和事業(yè),更不要因一樁草率而失敗的婚姻而使人生受阻?感情用事往往會因小失大? 5?你要從現在開始,微笑著面對生活,不要抱怨生活給了你太多的磨難,不要抱怨生活中有太多的曲折,不要抱怨生活中存在的不公?當你走過世間的繁華與喧囂,閱盡世事,你會幡然明白:人生不會太圓滿,再苦也要笑一笑! 6?不要讓灰色的烏云籠罩一輩子,生命中還有很多美好的不要讓其遮蓋,不要因為一片烏云毀了一切,人生中還有很多可以去把握? 7?每一個成功者的背后都有一個心路的旅程,雨中漫步你不會比別人先一步看到彩虹? 8?面對人生的煩惱與挫折,最重要的是擺正自己的心態(tài),積極面對一切?再苦再累,也要保持微笑?笑一笑,你的人生會更美好! 9?命運,不過是失敗者無聊的自慰,不過是懦怯者的解嘲?人們的前途只能靠自己的意志?自己的努力來決定? 10?你或許無法改變身高和體形,但是可以改變你的態(tài)度?我們每個人都有力量去培養(yǎng)和保持為我所用的積極態(tài)度,提高我們的人生質量,完成我們的人生目標?態(tài)度是人生理想的昭示,而非既有成果的反映?改變你的態(tài)度,就可以改變你的人生? 11?不要像玻璃那樣脆弱?有的人眼睛總盯著自己,所以長不高看不遠;總是喜歡怨天尤人,也使別人無比厭煩?沒有苦中苦,哪來甜中甜?不要像玻璃那樣脆弱,而應像水晶一樣透明,太陽一樣輝煌,臘梅一樣堅強?既然睜開眼睛享受風的清涼,就不要埋怨風中細小的沙粒? 12?常言道,失敗是成功之母,而我卻認為,失敗是一種解脫和瀟灑,也是一種“得”?人生中,有成功有失敗,成功是鮮花,失敗同樣也精彩? 13?該來的會來,該走的會走,有時候離開并不意味著結束,而是另一種開始? 14?人生,無非只有三天,昨天,今天,明天?昨天很長,說不清有多少天,但不管有多少天,不管是受到挫折,還是取得輝煌,都只能代表過去,昨天你失敗了,將來可能會成功,昨天你輝煌了,將來你可能會萎靡不振,只有把過去的挫折和輝煌都變成今天的基石,才能登上美好的明天? 15?每個人都有每個人的做法,每個人都有每個人的想法,別人做什么,想什么,我們無法掌握,也無法控制?我們能做的,就是做好自己,管好自己,憑自己的本身,靠自己的良心,踏踏實實地做事,老老實地做人,即使遭遇不公,遭遇不平,也能想開,懂得包容,學會用寬容的心懷,善良的言行,對待身邊所有的人?生活中的許多磨難,讓我們理解了人情,理解了這個社會能給你的所有尊重,于艱難中,懂得了承受,懂得了堅定,慢慢挺起自己的靈魂? 16?老師告訴她,用心去觀察研究昆蟲和花草,漸漸地就會發(fā)現,動植物的世界是一個多么神奇有趣的世界? 17?老師給我們講了個有趣的故事? 18?你說的這個問題本身就很有趣? 19?世界是神奇的,讓我們不斷著探索周圍發(fā)生的有趣的現象? 20?他每天都堅持讀一篇有趣的故事? 21?他真是個有趣的人? 22?天文館里的宇宙空間,充滿了神奇有趣的色彩? 23?我看一本有趣的漫畫書,笑得我肚子都疼了? 24?星期三,學校舉行了一次有趣的文藝演出,讓我回味無窮,永遠留在我的腦海里? 25?學生選擇自己喜歡的動物和反映的主題編寫有趣的故事? 26?要是法布爾先生不這樣寫的話,我完全可以認定這是一本普通的記敘文,一本枯燥無味的記敘文?((A good sentence ))沒有創(chuàng)意,沒有什么特別的地方以及引人注目的地方?可他運用了,這樣就像把我也一起帶進了這個神秘有趣的昆蟲王國,自己也是一只頑固可愛的小昆蟲,就像在看動畫片?小人書一樣的有趣?好玩?把我吸進了這個似人卻非人的王國? 27?有趣的文藝演出在我們的掌聲中結束了,我真希望這次文藝演出永遠也不會結束? 28?有些人認為雜志有趣,但是我覺得小說跟有趣? 29?這位名揚四海?譽滿天下的法布爾先生,運用了巧妙的擬人手法,再加入自己幽默生動的另我?guī)е鵁o比探索的精神去這神秘有趣的昆蟲王國“探密”,不斷了解昆蟲先生的習性,與生活? 30?最有趣的是兩位同學表演說相聲,相聲的名字是“吹?！? 31?吹泡泡是一件很有趣的事? 32?冬天的早晨,窗戶上總是模模糊糊的,媽媽說是窗戶“流汗”了! 哈哈,老師說這個比喻很有趣呢! 33?非誠勿擾大家都來參加吧,非常有趣? 34?今天的班會課十分有趣? 35?今天和小敏約好出去玩,有趣的是,她把裙子穿反了?