步進(jìn)電機受電脈沖信號控制，電脈沖信號的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動(dòng)作來(lái)實(shí)現。由于脈沖控制信號的驅動(dòng)能力一般都很弱，因此必須有功率放大驅動(dòng)電路。步進(jìn)電機與控制電路、功率放大驅動(dòng)電路組成一體，構成步進(jìn)電機驅動(dòng)系統。此種控制電路設計簡(jiǎn)單，功能大，可實(shí)現一般 步進(jìn)電機的細分任務(wù)。這個(gè)系統由三部分組成: 脈沖信號產(chǎn)生電路、脈沖信號

 

 

　　此種方案即可為開(kāi)環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。開(kāi)環(huán)時(shí)，其平穩性好，成本低，設計簡(jiǎn)單，但未能實(shí)現高精度細分。采用閉環(huán)控制，即能實(shí)現高精度細分，實(shí)現無(wú)級調速。閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測轉子的位置和速度，然后通過(guò)反饋和適當的處理，自動(dòng)給出脈沖鏈，使步進(jìn)電機每一步響應控制信號的命令，從而只要控制策略正確電機不可能輕易失步[1]。該方案多通過(guò)些大規模集成電路來(lái)控制其脈沖輸出頻率和脈沖輸出數,功能相對較單一，如需改變控制方案，必須需重新設計，因此靈活性不高。

 

 

　　2、 基于PLC 的控制

 

　　PLC 也叫可編程控制器，是- 一種I 業(yè)上用的計算機。PLC 作為新- 一代的

 

　　工業(yè)控制器，由于具有通用性好、實(shí)用性強、硬件配套齊全、編程簡(jiǎn)單易學(xué)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應用于各行業(yè)的自動(dòng)控制系統中。步進(jìn)電機控制系統有PLC、環(huán)彤分配器和功率驅動(dòng)電路絲1成。控制系統采用PLC 來(lái)產(chǎn)生控制脈沖。通過(guò)PI.C 編程輸出一定數量的方波脈沖，控制步進(jìn)電機的轉角進(jìn)而控制伺服機構的進(jìn)給量，1司時(shí)通過(guò)編程控制脈沖頻率來(lái)控制步進(jìn)電機的轉動(dòng)速度，進(jìn)而控制伺服機構的進(jìn)給速度。環(huán)開(kāi)脈沖分配器將PIC 輸出的控制脈沖按步進(jìn)電機的通電順} 字分配到相應的繞組。PLC 控制的步進(jìn)電機可以采用軟件環(huán)開(kāi)分配器，也可采用硬件環(huán)形分配器。采用軟件環(huán)形分配器占用PLC 資源較多，特別是步進(jìn)電機繞組相數大于4 時(shí)，對于大型生產(chǎn)線(xiàn)應該予以考慮。采用硬件環(huán)形分配器，雖然硬件結構稍微復雜些，但可以節省PLC 資源，目前市場(chǎng)有多種專(zhuān)用芯片可以選用。步進(jìn)電機功率驅動(dòng)電路將PLC 輸出的控制

 

　　脈沖放大，達到比較大的驅動(dòng)能力，來(lái)驅動(dòng)步進(jìn)電機。

 

　　采用軟件來(lái)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機的環(huán)型脈沖信號，并用PLC 中的定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生速度脈沖信號,這樣就可以省掉專(zhuān)用的步進(jìn)電機驅動(dòng)器，降低硬件成本。但由于PLC的打描周期一般為但由于PLC的找3描周期一般為兒毫秒到幾十毫秒，相應的頻率只能達到幾百赫茲，因此，受到PLC 工作方式的限制及其找I描周期的影響，步進(jìn)電機不能在高頻下工作，無(wú)法實(shí)現高速控制。并且在速度較高時(shí)，由于受到打1描周期的影

　　3、基于單片機的控制

 

　　采用單片機來(lái)控制步進(jìn)電機，實(shí)現了軟件與硬件相結合的控制方法。用軟件代替環(huán)刃彡分配器，達到了對步進(jìn)電機的最佳控制。系統中采用單片機接口線(xiàn)直接去控制步進(jìn)電機各相驅動(dòng)線(xiàn)路。由于單片機的強大功能，還可設計大量的外圍電路，鍵盤(pán)作為一個(gè)外部中斷源，設置了步進(jìn)電機正轉、反轉、檔次、停止等功能，采用中斷和查詢(xún)相結合的方法來(lái)調用中斷服務(wù)程序，完成對步進(jìn)電機的最佳控制，顯示器及時(shí)顯示正轉、反轉速度等狀態(tài)。環(huán)形分配器其功能由單片機系統實(shí)現，采;用軟件編程的辦法實(shí)現脈沖的分配。本方案有以下優(yōu)點(diǎn): (1)單片機軟件編程可以使復雜的控制過(guò)程實(shí)現自動(dòng)控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對控制精度的影響; (2)用軟件代替環(huán)形分配器，通過(guò)對單片機的設定，用同一種電路實(shí)現了多相步進(jìn)電機的控制和驅動(dòng)，大大提高了接口電路的靈活性和通用性; (3)單片機的強大功能使顯示電路、鍵盤(pán)電路、復位電路等外圍電路有機的組合，大大提高系統的交互性[5]。

 

　　基于以上優(yōu)點(diǎn)，本次設計采用基于單片機的控制方案。