单片机与步进电机细分控制
<STRONG>1 步进电机 </STRONG>
<P> 步进电动机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常合适单片机控制，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，电机则转过一个步距角，同时步进电机只有周期性的无累积误差，精度高。 </P>
<P> <STRONG> 步进电动机有如下特点： </STRONG></P>
<P> 1）步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此，当它转一圈后，没有累计误差，具有良好的跟随性。 </P>
<P> 2）由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既简单、廉价，又非常可靠，同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。 </P>
<P> 3）步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。 </P>
<P> 4）速度可在相当宽的范围内平稳调整，低速下仍能获得较大转距，因此一般可以不用减速器而直接驱动负载。 </P>
<P> 5）步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，不能直接使用交流电源和直流电源。 </P>
<P> 6）步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应措施。 </P>
<P> 步进电机具有和机械结构简单的优点，图1是四相六线制步进电机原理图，这类步进电机既可作为四相电机使用，也可以做为两相电机使用，使用灵活，因此应用广泛。 </P><IMG style="WIDTH: 120px; HEIGHT: 163px" height=163 alt=步进电机原理图 hspace=0 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010225328621.jpg" width=120 border=0>
<P> 步进电机有两种工作方式：整步方式和半步方式。以步进角1.8度四相混合式步进电机为例，在整步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转1.8度，旋转一周，则需要200个脉冲，在半步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转0.9度，旋转一周，则需要400个脉冲。控制步进电机旋转必须按一定时序对步进电机引线输入脉冲，以上述四相六线制步进电机为例，其半步工作方式和整步工作方式的控制时序如表1和表2所列。 </P><IMG height=293 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010225328608.jpg" width=173 border=0><BR>
<P> 步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大的缺点。如果使用细分方式，就能很好的解决这个问题，步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分，一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小，步进电机半步工作方式就蕴涵了细分的工作原理。 </P>
<P> 实现细分方式有多种方法，最常用的是脉宽调制式斩波驱动方式，大多数专用的步进电机驱动芯片都采用这种驱动方式，TA8435就是其中一种芯片。 </P>
<P><STRONG> 2 基于TA8435H芯片的步进电机细分方式 </STRONG></P>
<P><STRONG> 2.1 TA8435芯片特点 </STRONG></P>
<P> TA8435是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片，该芯片具有以下特点： </P>
<P> 1）工作电压范围宽（10－40V）； </P>
<P> 2）输出电流可达1.5A（平均）和2.5A（峰值）； </P>
<P> 3）具有整步、半步、1/4细分、1/8细分运行方式可供选择； </P>
<P> 4）采用脉宽调试式斩波驱动方式； </P>
<P> 5）具有正/反转控制功能； </P>
<P> 6）带有复位和使能引脚； </P>
<P> 7）可选择使用单时钟输入或双时钟输入。 </P>
<P> 从图2中可以看出，TA8435主要由1个解码器，2个桥式驱动电路、2个输出电流控制电路、2个最大电流限制电路、1个斩波器等功能模块组成。 </P>
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