发布时间 : 星期六 文章基于单片机的步进电机系统设计更新完毕开始阅读
河南科技大学毕业设计（论文）
表2-2(续)
P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 对应16进制数 橙 黄 粉 蓝 0 0 1 1 0xF3 0 1 1 0 0xF6 1 1 0 0 0xFc 1 0 0 1 0xF9 §2.4 步进电机绕组的电气特性
步进电机各相绕组都是在铁心上的铜线圈，电阻和电感是电机相绕组的两个固有属性，电机的性能和这两个因素密切相关。绕组通电时，电感使绕组电流上升速度受到限制，因此影响电机绕组电流的大小。绕组线圈的电阻是电机温升和电能损耗的主要因素。
步进电机的相绕组可以等效为一个电感一电阻串联电路。如图2-4所示表明了一个电感一电阻电路的电气特性。
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图2-4电感-电阻串联电路及其电流波形
在 t=0时刻，电压V施加到该电路上时，电路中的电流变化规律为: I(t)=V(1-e-Rt/L)/R (2-1) 通电瞬间绕组电流上升速率为:
di(0)/dt=V/t (2-2)
经过一段时间，电流达到最大值:
Imax=V/R (2-3)
L/R定义为该电路的时间常数，是电路中的电流达到最大电流Imax的
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63%所需要的时间。在 t=t:时刻，电路断开与直流电压源V的连接，并且短路，电路中的电流以初始速率一V/L开始下降，电流变化规律为:
I(t)=Ve-R(t-t1)/L/R (2-4)
不同频率的矩形波电压施加到该电路上，电流波形如图2-5所示。低频时电流能够达到最大值(a);当矩形波频率上升达到某一临界频率，电流刚达到最大值就开始下降 (b)；矩形波频率超过此临界值后，绕组中的电流不能达到最大值 (c)。因为步进电机转矩的大小与绕组的电流成正比，所以电机低速运行时，电机能够达到其额定转矩，而在某一特定频率以上运行时，绕组电流随着频率的提高逐渐下降，电机转矩也相应逐渐减小，从而降低了高速运转时带负载能力。
图2-5 不同频率脉冲作用下电感-电阻电路的电流波形
要改善电机高速运行时的性能，有两种办法:提高电流上升速度 VA 和减小时间常数 L/R;可以通过加大绕组的电压从而增加电流上升的速率得时间常数。或者在电路中串联电阻，使L/R减少。
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第3章 单片机原理
§3.1 单片机原理概述
单片机（single-chip microcomputer）是把微型计算机主要部分都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。图3-1中表示单片机的典型结构图。由于单片机的高度集成化，缩短了系统内的信号传送距离，优化了结构配置，大大地提高了系统的可靠性及运行速度，同时它的指令系统又很适合于工业控制的要求，所以单片机在工业过程及设备控制中得到了广泛的应用。
图3-1 典型单片机结构图
§3.2 单片机的应用系统
单片机在进行实时控制和实时数据处理时，需要与外界交换信息。人们需要通过人机对话，了解系统的工作情况和进行控制。单片机芯片与其它CPU比较，功能虽然要强得多，但由于芯片结构、引脚数目的限制，片内ROM、RAM、I/O口等不能很多，在构成实际的应用系统时需要加以扩展，以适应不同的工作情况。单片机应用系统的构成基本上如图3-2所示
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