步进电机课程设计报告-基于运放的信号发生器设计.doc

北京工业大学
课程设计报告
学院电控专业通信工程
班级通信工程242 组号 10

题目步进电机控制电路
基于运放的信号发生器设计
姓名吴萌学号 09024227
同组人尹燃
指导老师纪宝伦
成绩
2011年5月
目录
第一部分步进电机控制电路
一、设计要求 2
二、电路设计 4
三、步进电机的测试和连接 14
四、设计过程中遇到的问题及解决方案 15
五、收获体会 16
六、参考资料 17
第二部分基于运放的信号发生器设计
设计任务及设计要求.........................................................21
设计方案..............................................................................21
各单元电路原理及分析.....................................................22
实验调试与仿真.................................................................26
设计过程中遇到的问题及解决方案................................29
实验结果..............................................................................29
收获体会..............................................................................31
参考资料..............................................................................32
第一部分步进电机控制电路
一、设计要求
(一)、设计任务
本课题要求设计一个步进电机控制电路,该电路能对步进电机的运行状态进行控制。
(二)、基本要求
1、能控制步进电机正转和反转及运行速度,并由LED显示运行状态。(步进电机工作方式可为单四拍或双四拍)。
2、测量步进电机的步距角。(通过实测步进电机旋转一周所需要的脉冲数,推算出步进电机的步距角)。
(三)、扩展要求
设计步进电机工作方式为四相八拍。
(四)、设计框图
步进电机控制电路主要由脉冲发生电路、环行脉冲分配电路、控制逻辑及正反控制门、功率放大器(驱动电路)和步进电机等组成。
脉冲发生电路
环形脉冲分配电路
控制电路
驱动电路
脉冲显示
步进电机
(五)、参考元器件
NE555,计数器74LS161,74LS08,74LS74,74LS14(04),74LS138(74LS153),
四相步进电机,发光二极管,续流二极管IN4004,复合三极管TIP122,5Ω(1W)电阻,其他电容、电阻若干。
补充说明:
本实验提供的是四相步进电机,它对外有六条引线, 其中二条为公共端、另外四条分别为A相、B相、C相、D相,但引脚具体排序未知,故在使用前需要对步进电机进行分析,测试,并判断出具体的相序。
四相步进电机磁激励方式基本有三种:
i、单四拍方式,通电顺序为A——B——C——D——A;
ii、双四拍方式,通电顺序为AB——BC——CD——DA——AB;
iii、四相八拍方式,通电顺序为A——AB——B——BC——C——CD——D——DA——A。
如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电,则步进电机将正向转动。若通电顺序与上述相反,如单四拍方式,通电顺序A——D——C——B——A,则步进电机将反向转动。
如下表所示为步进电机的单四拍和双四拍的励磁方式及A、B、C、D相的输入逻辑信号。有关步进电机的工作原理及使用方法请自己查阅资料。
工作方式
励磁方式
D B C A
单四拍方式
A
1 1 1 0
B
1 1 0 1
C
1 0 1 1
D
0 1 1 1
A
1 1 1 0
双四拍方式
AB
1 1 0 0
BC
1 0 0 1
CD
0 0 1 1
DA
0 1 1 0
AB
1 1 0 0
二、电路设计
(一)、脉冲发生器:
1、设计目标:
设计一个可以产生占空比和周期可调的方波信号的脉冲发生器。
2、基本思路:
利用NE555构成的多谐振荡器产生所需信号。
3、选用原件:NE555、5K欧电位器、300欧电阻、50微法电容、。
4、电路原理图:
T1