1、一 方案设计本设计采用电压为 DC12V的四相八拍步进电机 35BYJ46型电机，用 ULN2803作为步进电动机驱动电路主芯片，以 8255A作为8088并行输出接口，8088 对步进电机的控制信号则通过 8255A送到 ULN2803.关于转向与转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。二、硬件系统的基本原理在工业控制系统里步进电动机是主要的控制元件之一。步进电机具有
2、快速启动停止，精确定位和能够使用数字信号进行控制，能够实现脉冲-角度转换的特点，因此得到广泛的应用。在使用步进电机的控制系统里，脉冲分配器产生周期的控制脉冲序列，步进电机驱动器每接收一个脉冲就控制步进电机沿给定方向步进一步。实验使用型号为 35BYJ46 的四相步进电机，采用四相八拍控制方式工作。步进电机的转角和转动方向取决于各相中通电脉冲的个数和顺序。8088 控制机控制步进电机的电路见图 1-1。计算机将表 11 所示的各种通电方式转换成相应的状态控制字，通过计算机将各种状态字依次送到接口电路，并根据速度的要求作相应的延时处理。由接口电路输出所需的控制脉冲通过驱动电路路使步进电机按要求动作
3、。驱动电路使用 ULN2803A 达林顿晶体管，反相驱动，驱动电流可以达到 500mA。驱动电路的作用是对控制脉冲进行放大，产生步进电机工作所需要的激励电流。5 （黑）4 （黄）3 （棕）2 （蓝）1 （红）+12VA B C D ABCDPB0PB1PB2PB38255 驱动单元步进电动机图 1-1 步进电机控制实验原理图35BYJ46 型步进电机使用 DC12V 电压，采用四相八拍控制相序。励磁线圈和励磁顺序如图 1-2，控制相序如表 1-1。表中的 PB10PB13 对应并行接口 8055 的 B 口 03 位。如果使用 8255B 口的其它位则相应的状态字也要改变。表 1-1 步进电机
4、四相八拍相序表相 序步 序PB13 PB12 PB11 PB10 通电相对应 PB 口的输出值（状态字）1 0 0 0 1 A 01H2 0 0 1 1 AB 03H3 0 0 1 0 B 02H4 0 1 1 0 BC 06H5 0 1 0 0 C 04H6 1 1 0 0 CD 0CH7 1 0 0 0 D 08H8 1 0 0 1 DA 09H1354 2图 1-2 励磁顺序和励磁线圈示意图1 2 3 4 5 6 7 85 + + + + + + + +4 - - -3 - - -2 - - -1 - - -（二）8255A 可编程并行接口芯片1.8255简介Intel 8086/808
5、8 系 列 的 可 编 程 外 设 接 口 电 路 （ Programmable Peripheral Interface)简 称 PPI， 型 号 为 8255（ 改 进 型 为 8255A 及8255A-5） ， 具 有 24 条 输 入 /输 出 引 脚 、 可 编 程 的 通 用 并 行 输 入 /输 出 接 口电 路 。 它 是 一 片 使 用 单 一 +5V 电 源 的 40 脚 双 列 直 插 式 大 规 模 集 成 电 路 。8255A 的 通 用 性 强 ， 使 用 灵 活 ， 通 过 它 CPU 可 直 接 与 外 设 相 连 接 。 8255A 在 使 用 前 要 写 入
6、 一 个 方 式 控 制 字 ， 选 择 A、 B、 C 三 个 端 口 各 自的 工 作 方 式 ， 共 有 三 种 ; 方 式 0 ： 基 本 的 输 入 输 出 方 式 ， 即 无 须 联 络 就 可 以 直 接 进 行 的 I/O方 式 。 其 中 A、 B、 C 口 的 高 四 位 或 低 四 位 可 分 别 设 置 成 输 入 或 输 出 。 方 式 1 ： 选 通 I/O,此 时 接 口 和 外 围 设 备 需 联 络 信 号 进 行 协 调 ， 只 有A 口 和 B 口 可 以 工 作 在 方 式 1， 此 时 C 口 的 某 些 线 被 规 定 为 A 口 或 B 口 与 外
7、围 设 备 的 联 络 信 号 ， 余 下 的 线 只 有 基 本 的 I/O 功 能 ， 即 只 工 作 在 方 式 0. 方 式 2： 双 向 I/O 方 式 ， 只 有 A 口 可 以 工 作 在 这 种 方 式 ， 该 I/O 线 即可 输 入 又 可 输 出 ， 此 时 C 口 有 5 条 线 被 规 定 为 A 口 和 外 围 设 备 的 双 向 联 络线 ， C 口 剩 下 的 三 条 线 可 作 为 B 口 方 式 1 的 联 络 线 ， 也 可 以 和 B 口 一 起 方式 0 的 I/O 线 。 8255A 是 一 个 并 行 输 入 、 输 出 器 件 ， 具 有 24
8、个 可 编 程 设 置 的 I/O 口 ，包 括 3 组 8 位 的 I/O 为 PA 口 、 PB 口 、 PC 口 ， 又 可 分 为 2 组 12 位 的 I/O口 ： A 组 包 括 A 口 及 C 口 高 4 位 ， B 组 包 括 B 口 及 C 组 的 低 4 位 。2.8255 的 编 码 与 工 作 方 式 选 择（ 1） 8255A 的 工 作 方 式 控 制 字8255A 工作方式控制字（一） 步进电机 35BYJ461. 励磁线圈及其励磁顺序如图 1-2所示：2. 工作原理：4 相步进电机示意图见下左图，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由 4 组绕组构成当 S1 连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为 N 极，远离转子为 S 极才磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地 S1、S4 的送电次序，就能控制转子旋转的方向。例如：若送电的顺序为 S1 闭合 断开 S2闭合 断开 S3闭合 断开 S4闭合 断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转：电机定子和转子示意图 电气连接示意图若送电的顺序为 S4闭合 断开 S3闭合 断开 S2闭合 断开 S1闭合断开，周而复始的循环，则电机就逆时针旋转，原理同理。
