PSoC4試用報告 控制步進電機驅(qū)動器的模擬實驗

一、概述

步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，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(zhuǎn)過一個步距角 。它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器 。

步進電機驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。

基于以上敘述，可以利用CY8CKIT-042板上CY8CKIT-42的組件CapSense 和PWM組合作用，輸出變化的脈沖，作用于驅(qū)動器，控制步進電機轉(zhuǎn)動;可以利用防抖Debouncer 和觸發(fā)器TFF形成電路，產(chǎn)生數(shù)字開關(guān)量，作用于驅(qū)動器，確定步進電機轉(zhuǎn)動方向。

二、原理敘述

1、確定步進電機轉(zhuǎn)動方向

按動按鈕SW2(在CY8CKIT-042板上)，經(jīng)過防抖Debouncer_2 、觸發(fā)器TFF和非門，產(chǎn)生“1”、“0”信號，作用于驅(qū)動器“dir+ 、dir-”，來改變步進電機轉(zhuǎn)動方向。這用CY8CKIT-042板上RGB 的LED藍燈和紅燈分別亮、滅，進行模擬區(qū)分是正轉(zhuǎn)、還是反轉(zhuǎn)。

2、步進電機啟、停和調(diào)速

按動按鈕SW3(外接)，經(jīng)過防抖Debouncer_1 、觸發(fā)器TFF，作用于指示燈D_4(外接)，綠燈亮、滅表示步進電機啟動、停止。

指示燈D_4(外接)燈滅，表示下降沿觸發(fā)啟動脈沖調(diào)制器PWM，產(chǎn)生脈沖信號，作用于驅(qū)動器“pul+ 、pul-”，步進電機轉(zhuǎn)動。利用PSoC 4開發(fā)套件的容性觸摸感應CapSense組件和脈沖調(diào)制器PWM組件的作用，通過滑動觸摸條，產(chǎn)生變化的脈沖信號，達到調(diào)速的目的。這里，利用紅色指示燈D_1(外接)的亮度變化來模擬脈沖信號的變化。

3、步進電機轉(zhuǎn)速的顯示

根據(jù)步進電機的步距角，確定轉(zhuǎn)動一周所需要的脈沖數(shù)和計時計數(shù)器timer計時，計算轉(zhuǎn)速RPM，其值經(jīng)過軟件處理，通過 UART 和the PSoC 5LP USB-UART bridge傳送 ，顯示在電腦的putty上。三、所需的組件

本模擬采用本套件以下組件，組件的配置見附件：Step_Motor_Project圖片.zip

· CapSense

· UART

· PWM

· Timer Counter

· CyTFF

· Debouncer

· CyClock

· CyPins

· 非門

四、軟件

軟件main.c包括本例軟件設(shè)