步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一章緒論步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^限制脈沖個(gè)數(shù)來限制角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的；同時(shí)可以通過限制脈沖頻率來限制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種限制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)限制。步進(jìn)電機(jī)的現(xiàn)狀步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和溝通電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用?？墒窃谌祟惿鐣?huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的今日，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿意工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)限制系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備限制功能的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用特別廣泛的一類便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)工業(yè)親密相關(guān)。自從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中取代小型直流電動(dòng)機(jī)以后，使其設(shè)備的性能提高，很快地促進(jìn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。另一方面，微型計(jì)算機(jī)和數(shù)字限制技術(shù)的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如電加工機(jī)床、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測量儀器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包裝機(jī)械等。任何一種產(chǎn)品成熟的過程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡化的過程?，F(xiàn)在，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展已歸結(jié)為單段式結(jié)構(gòu)的磁阻式、混合式和爪極結(jié)構(gòu)的永磁式三類。爪極電機(jī)價(jià)格便宜，性能指標(biāo)不高，混合式和磁阻式主要作為高辨別率電動(dòng)機(jī)，由于混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有限制功率小，運(yùn)行平穩(wěn)性較好而逐步處于主導(dǎo)地位。最典型的產(chǎn)品是二相8極50齒的電動(dòng)機(jī)，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；還有五相10極50齒和一些轉(zhuǎn)子100齒的二相和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，五相電動(dòng)機(jī)主要用于運(yùn)行性能較高的場合。到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已極少見。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大的生產(chǎn)國是日本，如日本伺服公司、東方公司、SANYODENKI和MINEBEA及NPM公司等，特殊是日本東方公司，無論是電動(dòng)機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上最好的?，F(xiàn)在日本步進(jìn)電動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量（含國外獨(dú)資公司）近2億臺(tái)。德國也是世界上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)大國。德國B.L.公司1994年五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)專利期滿后，推出了新的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系列，為定子6極轉(zhuǎn)子50齒結(jié)構(gòu)，配套電流型驅(qū)動(dòng)器，每轉(zhuǎn)步數(shù)為200、400、1000、2000、4000、10000和20000，它具有通常的二相和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的辨別率，還可以在此基礎(chǔ)上再10細(xì)分，辨別率提高10倍，這是一種很好的方案，充分運(yùn)用了電流型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的功能，讓三相電動(dòng)機(jī)同時(shí)具有二相和五相電動(dòng)機(jī)的性能。2.步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)：1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)成正比，因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后，沒有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。]2.由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既特別簡潔、廉價(jià)，又特別牢靠。同時(shí)，她也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易與起停、正反轉(zhuǎn)及變速。4.速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)整，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而干脆驅(qū)動(dòng)負(fù)載。5.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只能通過脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能干脆運(yùn)用溝通電源和直流電源。6.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必需對(duì)限制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載實(shí)行相應(yīng)的措施。7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的實(shí)力較差。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在須要高定位精度、高分解能、高響應(yīng)性、信任性等敏捷限制性高的機(jī)械系統(tǒng)中。在生產(chǎn)過程中要求自動(dòng)化、省人力、效率高的機(jī)器中，我們很簡潔發(fā)覺步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置限制、須要精確操作各項(xiàng)指令動(dòng)作的敏捷限制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。3.步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展趨勢一.是接著沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動(dòng)機(jī)也必需越來越小，在57、42機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號(hào)向39、35、30、25方向向下延長。瑞士ESCAP公司最近還研制出外徑僅10mm的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。二.是改圓形電動(dòng)機(jī)為方形電動(dòng)機(jī)。由于電動(dòng)機(jī)采納方型結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子有可能設(shè)計(jì)得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。同樣機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高30％～40％。三.對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動(dòng)機(jī)本體綜合設(shè)計(jì)在一起，這樣使其能便利地組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的限制性能。四.向五相和三相電動(dòng)機(jī)方向發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動(dòng)機(jī)，其振動(dòng)和噪聲較大，而五相和三相電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)勢性。而就這兩種電動(dòng)機(jī)而言，五相電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路比三相電動(dòng)機(jī)困難，因此三相電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的性能價(jià)格比要比五相電動(dòng)機(jī)更好一些。4.本論文的主要工作實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行限制。單片機(jī)發(fā)出脈沖信號(hào)限制步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)﹑停止及單三拍雙三拍運(yùn)行。通過編程，單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)正反兩個(gè)方向運(yùn)行的限制。雖然，步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象一般的直流電機(jī)，溝通電機(jī)在常規(guī)下運(yùn)用。它必需由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成限制系統(tǒng)方可運(yùn)用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等很多專業(yè)學(xué)問。其次章步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)學(xué)問2.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類和結(jié)構(gòu)1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為3大類。（1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（variablereluctance,簡稱VR）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒有繞組。它的結(jié)構(gòu)簡潔，成本低，步距角可以做得很小，但動(dòng)態(tài)性能較差。（2）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（permanentmagnet,簡稱PM）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)子是用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身就是一個(gè)磁源。它的輸出轉(zhuǎn)距大，動(dòng)態(tài)性能好。轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同，所以步距角一般較大。需供應(yīng)正負(fù)脈沖信號(hào)。（3）混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（hybrid,簡稱HB）混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)，它的輸出轉(zhuǎn)距大，動(dòng)態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)困難，成本較高。由于反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能價(jià)格比比較高，因此這種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的特別廣泛，在單片機(jī)系統(tǒng)中尤其大量運(yùn)用。2.反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖2-1是一個(gè)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看出，它分成轉(zhuǎn)子和定子兩部分。定子是由硅鋼片疊成的。定子上有6個(gè)磁極（大極），每2個(gè)相對(duì)的磁極（N，S極）組成一對(duì)，共有3對(duì)。每對(duì)磁極都纏有同一繞組，也即形成一相，這樣3對(duì)磁極有3個(gè)繞組，形成三相。每個(gè)磁極的內(nèi)表面都分布著多個(gè)小齒，它們大小相同，間距相同。轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，其外表面也勻稱分布著小齒，這些小齒與定子磁極上的小齒的齒距相同，形態(tài)相像。由于小齒的齒距相同，所以不管是定子還是轉(zhuǎn)子，它們的齒距角都可以由下式來計(jì)算：ΘZ=2π/Z（2—1）式中Z——轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。例如，假如轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為40，則齒距角為ΘZ=2π/40=9°反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來自于電磁力。在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強(qiáng)行推動(dòng)到最大磁導(dǎo)率（或者最小磁阻）的位置（如圖2-2（a）所示，定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒對(duì)齊的位置），并處于平衡狀態(tài)。對(duì)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說，當(dāng)某一相的磁極處于最大磁導(dǎo)位置時(shí)，另外兩相必需處于非最大磁導(dǎo)位置（如圖2-2（b）所示，定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒不對(duì)齊的位置）。圖2—1三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖2—2定子齒與轉(zhuǎn)子齒間磁導(dǎo)現(xiàn)象我們把定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒對(duì)齊的狀態(tài)稱為對(duì)齒；把定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒不對(duì)齊的狀態(tài)稱為錯(cuò)齒。錯(cuò)齒的存在是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)的前提條件，所以，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)中必需保證有錯(cuò)齒存在，也就是說，當(dāng)某一相處于對(duì)齒狀態(tài)時(shí)，其他相必需處于錯(cuò)齒狀態(tài)。我們接著上例。假如轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，則轉(zhuǎn)子的齒距角為9°，因?yàn)槎ㄗ拥凝X距角與轉(zhuǎn)子相同，定子的齒距角也是9°。所不同的是，轉(zhuǎn)子的齒是圓周分布的，而定子的齒只分布在磁極上，屬于不完全齒。當(dāng)某一相處于對(duì)齒狀態(tài)時(shí)，該相磁極上定子的全部小齒都與轉(zhuǎn)子上的小齒對(duì)齊。三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的每一組磁極在空間上相差120°。假如當(dāng)前A相處于對(duì)齒狀態(tài)，以A相位置作為參考點(diǎn)，B相與A相相差120°，C相與A相相差240°。下面我們可以計(jì)算當(dāng)A相處于對(duì)齒狀態(tài)時(shí)，B、C兩相的錯(cuò)齒程度。圖2—3A相對(duì)齒時(shí)B、C相的錯(cuò)齒將A相磁極中心線看成0°，在0°處的轉(zhuǎn)子齒為0號(hào)齒，則在120°處的B相磁極中心線上對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子齒號(hào)為120°/9°=13.3，即B相磁極中心線處于轉(zhuǎn)子第13號(hào)齒再過1/3齒距角的地方，如圖2-3所示。這說明白B相錯(cuò)了1/3個(gè)齒距角，也即錯(cuò)齒3°。同理，與A相相差240°的C相磁極中心線上對(duì)應(yīng)的齒號(hào)為240°/9°=26.6，即C相磁極中心線處于轉(zhuǎn)子第26號(hào)齒再過2/3齒距角的地方，如圖2-3所示。這說明C相錯(cuò)齒6°。2.2反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理1.反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)原理假如給處于錯(cuò)齒狀態(tài)的相通電，則轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下，將向磁導(dǎo)率最大（或磁阻最小）的位置轉(zhuǎn)動(dòng)，即向趨于對(duì)齒的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就是基于這一原理轉(zhuǎn)動(dòng)的。圖2—4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的過程也可通過圖2-4進(jìn)一步說明。當(dāng)開關(guān)K合上時(shí)，A相繞組通電，使A相磁場建立。A相定子磁極上的齒與轉(zhuǎn)子的齒形成對(duì)齒，同時(shí)，B相，C相上的齒與轉(zhuǎn)子形成錯(cuò)齒。將A相斷電，同時(shí)將K合上，使處于錯(cuò)1/3個(gè)齒距角的B相通電，并建立磁場。轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下，向與B相成對(duì)齒的位置轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果是：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)了1/3個(gè)齒距角；B相與轉(zhuǎn)子形成對(duì)齒；C相與轉(zhuǎn)子錯(cuò)1/3個(gè)齒距角；A相與轉(zhuǎn)子錯(cuò)2/3個(gè)齒距角。相像地，在B相斷電的同時(shí)，合開關(guān)K給C相通電建立磁場，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)動(dòng)了1/3個(gè)齒距角，與C相形成對(duì)齒，并且A相與轉(zhuǎn)子錯(cuò)1/3個(gè)齒距角，B相與轉(zhuǎn)子錯(cuò)2/3個(gè)齒距角。當(dāng)C相斷電，再給A相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)動(dòng)了1/3個(gè)齒距角，與A相形成對(duì)齒，與B，C兩相形成錯(cuò)齒。至此，全部的狀態(tài)與最初時(shí)一樣，只不過轉(zhuǎn)子累計(jì)轉(zhuǎn)過了一個(gè)齒距。可見，由于按A—B—C—A依次輪番給各相繞組通電，磁場按A—B—C方向轉(zhuǎn)過了360°，轉(zhuǎn)子則沿相同方向轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角。同樣，假如變更通電依次，即按與上面相反的方向（A—C—B—A的依次）通電，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也變更。假如對(duì)繞組通電一次的操作稱為一拍，那么前面所述的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的三相輪番通電就須要三拍。轉(zhuǎn)子每拍走一步，轉(zhuǎn)一個(gè)齒距角須要3步。轉(zhuǎn)子走一步所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角ΘN，可用下式計(jì)算ΘN=ΘZ/N=2π/NZ（2—2）式中N——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作拍數(shù)。例如，對(duì)于轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒的三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說，轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角相當(dāng)于轉(zhuǎn)過9°，共用了3步，每換相一次走一步，這樣每步走了3°，步距角為3°。從以上分析可知，反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)的要求是：=1\*GB3①定子繞組磁極的分度角（如三相的120°和240°）不能被齒距角整除，否則無法形成錯(cuò)齒；=2\*GB3②定子繞組磁極的分度角被齒距角除后所得的余數(shù)，應(yīng)是步距角的倍數(shù)，而且倍數(shù)值與相數(shù)不能有公因子，否則無法形成對(duì)齒。2.單三拍工作方式三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)假如按A——B——C——A方式循環(huán)通電工作，就稱這種工作方式為單三拍工作方式。其中“單”指的是每次對(duì)一個(gè)相通電；“三拍”指的是磁場旋轉(zhuǎn)一周須要換相3次，這時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角。假如對(duì)多相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說，每次只對(duì)一相通電，要使磁場旋轉(zhuǎn)一周就須要多拍。以單三相工作方式工作的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其步距角按式（2-2）計(jì)算。在用單三拍方式工作時(shí)，各相通電的波形如圖2-5所示。其中電壓波形是方波，而電流波形則是由兩段指數(shù)曲線組成。這是因?yàn)槭懿竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組電感的影響，當(dāng)繞組通電時(shí)，電感阻擋電流的快速變更；當(dāng)繞組斷電時(shí)，儲(chǔ)存在繞組中的電能通過續(xù)流二極管放電。電流的上升時(shí)間取決于回路中的時(shí)間常數(shù)。我們希望繞組中的電流也能像電壓一樣突變，這一點(diǎn)與其他電動(dòng)機(jī)不同，因?yàn)檫@樣會(huì)使繞組在通電時(shí)能快速建立磁場，斷電時(shí)不會(huì)干擾其他相磁場。為了達(dá)到這一目的可以有很多方法。在續(xù)流二極管回路中串聯(lián)一個(gè)電阻是其中一種有效的方法。它可以在繞組斷電時(shí)，通過續(xù)流二極管將儲(chǔ)存在繞組中的電能消耗在電阻上，表現(xiàn)為電流波形下降的速度加快，下降時(shí)間減小。3.雙三拍工作方式三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各相除了采納單三拍方式通電工作外，還可以有其他通電方式。雙三拍是其中之一。圖2—5單三拍工作方式時(shí)的相電壓、電流波形雙三相的工作方式是：每次對(duì)兩相同時(shí)通電，即所謂“雙”；磁場旋轉(zhuǎn)一周須要換相3次，即所謂“三拍”，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角，這與單三拍是一樣的。在雙三拍工作方式中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的通電的依次為：AB—BC—CA；反轉(zhuǎn)的通電依次為：BA—AC—CB。因?yàn)樵陔p三拍工作方式中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角須要的拍數(shù)也是“三拍”，所以。它的步距角與單三拍時(shí)一樣，仍舊用式（2-2）求得。在用雙三拍方式工作時(shí)，各相通電的波形如圖2-6所示。由圖可見，每一拍中，都有兩相通電，每一相通電時(shí)時(shí)間都持續(xù)兩拍。所以，雙三拍通電的時(shí)間長，消耗的電功率大，當(dāng)然，獲得的電磁轉(zhuǎn)距也大。圖2—6雙三拍工作方式時(shí)的相電壓、電流波形雙三拍工作時(shí)，所產(chǎn)生的磁場形態(tài)與單三拍時(shí)不一樣，如圖2-7所示。圖2—7雙三拍工作時(shí)的磁場狀況B圖2—8雙三拍時(shí)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定平衡位置與單三拍另一個(gè)不用之處是：雙三拍工作時(shí)的磁導(dǎo)率最大位置并不是轉(zhuǎn)子處于對(duì)齒的位置。當(dāng)AB兩相通電時(shí)，最大磁導(dǎo)率的位置是轉(zhuǎn)子齒與A，B兩相磁極的齒分別錯(cuò)1/6個(gè)齒矩角的位置，此時(shí)轉(zhuǎn)子齒與C相錯(cuò)1/2個(gè)齒距角，如圖2-8（a）所示。也就是說，在最大磁導(dǎo)率位置時(shí)，沒有對(duì)齒存在。在這個(gè)位置，A和B′（或A′和B）兩個(gè)磁極所產(chǎn)生的磁場，使定子與轉(zhuǎn)子相互作用的電磁轉(zhuǎn)距大小相等，方向相反，使轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)。同樣，當(dāng)BC兩相通電時(shí)，平衡位置是轉(zhuǎn)子齒與B，C兩相磁極的齒分別錯(cuò)1/6個(gè)齒矩角的位置，如圖2-8（b）所示；當(dāng)CA兩相通電時(shí)，平衡位置是轉(zhuǎn)子齒與C，A兩相磁極的齒分別錯(cuò)1/6個(gè)齒距角的位置，如圖2-8（c）所示。雙三拍方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這就是不易產(chǎn)生失步。這是因?yàn)楫?dāng)兩相通電后，由圖2-6和圖2-8可見，兩相繞組中的電流幅值不同，產(chǎn)生的電磁力作用方向不同。所以，其中一相產(chǎn)生的電磁力起了阻尼作用。繞組中電流越大，阻尼作用就越大。這有利于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的工作。而單三拍由于是單相通電勵(lì)磁，不會(huì)產(chǎn)生阻尼作用，因此當(dāng)工作在低頻區(qū)時(shí)，由于通電時(shí)間長而使能量過大，易產(chǎn)生失步現(xiàn)象。2.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩，失步及解決方法步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩和失步是一種普遍存在的現(xiàn)象，它影響應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此要盡力避開。下面對(duì)振蕩和失步的緣由進(jìn)行分析，并給出解決方法。1.振蕩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象主要發(fā)生于：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在低頻區(qū)；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在共振區(qū)；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)突然停車時(shí)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在低頻區(qū)時(shí)，由于勵(lì)磁脈沖間隔的時(shí)間較長，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)表現(xiàn)為單步運(yùn)行。當(dāng)勵(lì)磁起先時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下加速轉(zhuǎn)動(dòng)。在到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速最大，由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點(diǎn)。這時(shí)電磁力產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在負(fù)轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速漸漸為零，并起先反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)過平衡點(diǎn)后，電磁力又產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子又正向轉(zhuǎn)動(dòng)。如此下去，形成轉(zhuǎn)子圍繞平衡點(diǎn)的振蕩。由于有機(jī)械摩擦和電磁阻尼的作用，這個(gè)振蕩表現(xiàn)為衰減振蕩，最終穩(wěn)定在平衡點(diǎn)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在共振區(qū)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖頻率接近步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩頻率?0或振蕩頻率的分頻或倍頻，這會(huì)使振蕩加劇，嚴(yán)峻時(shí)造成失步。振蕩失步的過程可描述如下：在第1個(gè)脈沖到來后，轉(zhuǎn)子經(jīng)驗(yàn)了一次振蕩。當(dāng)轉(zhuǎn)子回?cái)[到最大幅值時(shí)，恰好第2個(gè)脈沖到來，轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，使轉(zhuǎn)子接著回?cái)[。接著第3個(gè)脈沖到來，轉(zhuǎn)子受正電磁轉(zhuǎn)矩的作用回到平衡點(diǎn)。這樣，轉(zhuǎn)子經(jīng)過3個(gè)脈沖仍舊回到原來位置，也就是丟了3步。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在高頻區(qū)時(shí)，由于換相周期短，轉(zhuǎn)子來不及反沖。同時(shí)，繞組中的電流尚未上升到穩(wěn)定值，轉(zhuǎn)子沒有獲得足夠的能量，所以在這個(gè)工作區(qū)中不會(huì)產(chǎn)生振蕩。減小步距角可以減小振蕩幅值，以達(dá)到減弱振蕩的目的。2.失步步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步緣由有2種。第1種是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于旋轉(zhuǎn)磁場的速度，或者說慢于換相速度。例如，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，假如脈沖的頻率較高，由于電動(dòng)機(jī)來不及獲得足夠的能量，使其無法令轉(zhuǎn)子跟上旋轉(zhuǎn)磁場的速度，所以引起失步。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)啟動(dòng)頻率，超過啟動(dòng)頻率啟動(dòng)時(shí)，確定會(huì)產(chǎn)生失步。留意，啟動(dòng)頻率不是一個(gè)固定值，提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，減小負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小步距角都可以提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率。第2種是轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場的速度。這主要發(fā)生在制動(dòng)和突然換向時(shí)，轉(zhuǎn)子獲得過多的能量，產(chǎn)生嚴(yán)峻的過沖，引起失步。3.阻尼方法消退振蕩是通過增加阻尼的方法來實(shí)現(xiàn)的，主要有機(jī)械阻尼法和電子阻尼法兩大類。其中機(jī)械阻尼法比較單一，就是在電動(dòng)機(jī)軸上加阻尼器。電子阻尼法則有多種。=1\*GB2⑴多相勵(lì)磁法前面介紹過，采納多相勵(lì)磁會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，會(huì)減弱或消退振蕩現(xiàn)象。例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的雙三拍和六拍方式。=2\*GB2⑵變頻勵(lì)磁法步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在高頻和在低頻時(shí)轉(zhuǎn)子所獲得的能量不一樣。在低頻時(shí)，繞組中的電流上升時(shí)間長，轉(zhuǎn)子獲得的能量大，因此簡潔產(chǎn)生振蕩；在高頻時(shí)則相反。所以，可以設(shè)計(jì)一種電路，使電壓隨頻率的降低而減小，這樣使繞組在低頻時(shí)的電流減小，可以有效地消退振蕩。=3\*GB2⑶細(xì)分步法細(xì)分步法是將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流分成若干階段，每進(jìn)一步時(shí)，電流升一級(jí)，同時(shí)，也相對(duì)地提高步進(jìn)頻率，使步進(jìn)過程平穩(wěn)進(jìn)行。=4\*GB2⑷反相阻尼法這種方法用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子要過平衡點(diǎn)之前，加一個(gè)反向作用力去平衡慣性力，使轉(zhuǎn)子到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)速度為零，實(shí)現(xiàn)精確制動(dòng)。例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在單三拍，目前正處于B拍，并希望它停在C拍，則限制換相為B——C——B——C。第2個(gè)B拍就是起平衡慣性力作用的，而不是讓電動(dòng)機(jī)走一步。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性把轉(zhuǎn)子處于平衡點(diǎn)的位置稱為零位。在勵(lì)磁狀態(tài)不變的狀況下，假如讓轉(zhuǎn)子離開零位，轉(zhuǎn)子偏離零位線的夾角稱為失調(diào)角Θe。失調(diào)角Θe是在齒矩角ΘZ范圍內(nèi)變更的，為了表示便利，將齒矩角的范圍看成2π，失調(diào)角就用相對(duì)于2π來表示。例如，Θe=1/4ΘZ，則可表示為Θe=π/2或Θe=-π/2。由于轉(zhuǎn)子偏離零位，也就是有失調(diào)角產(chǎn)生，因此就有電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與失調(diào)角的大小有關(guān)，它們之間的關(guān)系就稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性。下面我們來分析電磁轉(zhuǎn)矩沿失調(diào)角的分布。1.單相通電時(shí)當(dāng)失調(diào)角Θe=0時(shí)，轉(zhuǎn)子位于零位，定子齒與轉(zhuǎn)子齒之間雖然有電磁力存在，但電磁力在轉(zhuǎn)子的切線方向上沒有分力，所以轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2-10（a）所示。假如轉(zhuǎn)子偏離零位，就有失調(diào)角存在，電磁力在轉(zhuǎn)子的切線方向就產(chǎn)生分力，因而形成轉(zhuǎn)矩。隨著失調(diào)角的增加（順時(shí)針為正），產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距增大。當(dāng)Θe=π/2時(shí)，轉(zhuǎn)矩最大。轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針的，如圖2-10（b）所示，所以是負(fù)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)Θe=π時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩個(gè)定子齒之間，轉(zhuǎn)子齒受到兩個(gè)定子齒的電磁力，在切線方向上受的分力保持平衡，如圖2-10（c）所示，所以轉(zhuǎn)子受的轉(zhuǎn)矩為0。當(dāng)Θe＞π時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下一個(gè)定子齒旁邊，受該定子齒的作用，產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，如圖2-10（d）所示。當(dāng)Θe=2π時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到新的零位，受的轉(zhuǎn)矩為0。再轉(zhuǎn)下去，就進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。圖2—10電磁轉(zhuǎn)矩隨失調(diào)角的變更依據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨失調(diào)角的這種變更規(guī)律，可用曲線來表示，其曲線形態(tài)近似正弦曲線，如圖2-11所示。其中Tmax是最大轉(zhuǎn)距，它表示了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)承受負(fù)載的實(shí)力，它是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最主要的性能指標(biāo)之一。圖2—11步進(jìn)電機(jī)的矩角特性2.多相通電時(shí)依據(jù)疊加原理，多相通電時(shí)的距角特性可近似地由每相單獨(dú)通電時(shí)的矩角特性疊加求出。以三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)雙三拍方式為例，A，B兩相單獨(dú)通電時(shí)的矩角特性如圖2-12所示，兩條曲線相位差120°，最大轉(zhuǎn)矩分別為TA、TB。A，B兩相的矩角特性曲線疊加，就可以得到AB同時(shí)通電時(shí)的矩角特性曲線，其最大轉(zhuǎn)矩為TAB。由圖2-12可見，對(duì)于三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說，兩相通電時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩與單相通電時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩相同，也就是說，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能靠增加通電相數(shù)來提高最大轉(zhuǎn)矩。圖2-12三相步進(jìn)電機(jī)單相、雙向通電時(shí)的矩角特性3.單步運(yùn)行與最大負(fù)載實(shí)力步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性告知我們，轉(zhuǎn)矩是隨失調(diào)角而變更的，它不是一個(gè)固定值。那么，這樣變更的轉(zhuǎn)矩是怎樣驅(qū)動(dòng)負(fù)載的呢？下面我們來進(jìn)行分析。圖2-13是三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單三拍方式時(shí)運(yùn)行的矩角特性。曲線A是A相通電時(shí)轉(zhuǎn)矩的變更曲線。假如此時(shí)送入一個(gè)限制脈沖，切換為B相繞組通電，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角ΘN（1/3個(gè)齒距角，相當(dāng)于失調(diào)角120°的量），轉(zhuǎn)矩的變更規(guī)律為曲線B。很明顯，步進(jìn)運(yùn)行所能供應(yīng)連續(xù)的最大驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為A，B兩條曲線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)，即Tq。只有當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL＜Tq時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)才能帶動(dòng)負(fù)載作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。因此,Tq被稱為最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩或啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖2—13三相步進(jìn)電機(jī)單三拍運(yùn)行時(shí)的矩角特性明顯，步距角越小，A，B兩條曲線的交點(diǎn)越上移，也就是Tq越接近Tmax，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載實(shí)力越大。所以，減小步距角有利于提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載實(shí)力。3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與限制脈沖頻率之間的關(guān)系稱為矩頻特性。圖1-14是矩頻特性曲線的一個(gè)例子。由圖可見，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性曲線是一條下降曲線。它以最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩（啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩）Tq作為起點(diǎn)，隨著限制脈沖頻率?漸漸增加，步圖2—14步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐步上升，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載實(shí)力卻逐步下降。圖2—15步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩隨頻率上升而下降的緣由可以這樣說明：由于有繞組電感的影響，繞組中電流的波形如圖2-5所示，電流的上升須要確定時(shí)間。以圖2-15的驅(qū)動(dòng)電路為例，電流上升時(shí)驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)間常數(shù)てa為てa=L/Ra（2—4）式中L——繞組的電感Ra——通電回路的總電阻，包括繞組線圈電阻，限流電阻R1和晶體管電阻。電流下降時(shí)放電回路的時(shí)間常數(shù)てb為てb=L/Rb(2—5)式中Rb——放電回路的總電阻，包括繞組線圈電阻，耗能電阻R2和續(xù)流二極管結(jié)電阻。由于時(shí)間常數(shù)的存在，繞組中的電流上升和下降都須要確定的時(shí)間。當(dāng)脈沖頻率較低時(shí)，繞組中通電的周期較長，電流的平均值較大，電動(dòng)機(jī)獲得的能量較高，因此能維持較高的轉(zhuǎn)矩；當(dāng)脈沖頻率較高時(shí)，繞組中通電的周期較短，電流的平均值較小，電動(dòng)機(jī)獲得的能量較少，因此轉(zhuǎn)矩下降。另外，隨著頻率上升，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升，在定子繞組中產(chǎn)生的附加旋轉(zhuǎn)電勢使電動(dòng)機(jī)受到更大的阻尼轉(zhuǎn)矩，鐵芯的渦損也增加。這些都是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩下降的因素。矩頻特性曲線上的凹陷可看成是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的共振區(qū)。由于共振消耗確定的能量，使轉(zhuǎn)矩下降。為了提高矩頻特性的高頻性能，可用如下方法：=1\*GB2⑴減小時(shí)間常數(shù)由式（2-4）可以看出，增加電阻Ra可以減小時(shí)間常數(shù)；但增加Ra會(huì)使通電回路中電流值減小，所以，為了保證通電回路中的電流不變，在增加電阻Ra的同時(shí)，還要提高電源電壓。=2\*GB2⑵改進(jìn)工作方式采納多相勵(lì)磁的工作方式，例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的雙三拍。由圖2-6和圖2-9可見，多相勵(lì)磁工作方式使每一相通電的時(shí)間延長了，電動(dòng)機(jī)就能獲得較多的能量，使高頻時(shí)輸出的轉(zhuǎn)矩增加。2.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)通過前面的原理介紹，我們知道了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)用脈沖電源工作。脈沖電源的獲得可通過2-15來說明。開關(guān)管T是依據(jù)限制脈沖的規(guī)律“開”和“關(guān)”，使直流電源以脈沖方式向繞組L供電。這一過程我們稱它為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有多種，我們可以依據(jù)實(shí)際須要來選用。下面就逐個(gè)介紹它們的工作原理。1.單電壓驅(qū)動(dòng)單電壓驅(qū)動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)繞組在工作時(shí)，只用一個(gè)電壓電源對(duì)繞組供電。它的特點(diǎn)是電路最簡潔。圖1-15就是一個(gè)例子，它只有一個(gè)電源V。電路中的限流電阻確定了時(shí)間常數(shù)，但太大會(huì)使繞組供電電流減小。這一沖突不能解決時(shí)，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的高頻性能下降。可在R1兩端并聯(lián)一個(gè)電容，以使電流的上升波形變陡，來改善高頻特性，但這樣做又使低頻性能變差。R1在工作中要消耗確定的能量，所以這個(gè)電路損耗大，效率低。一般只用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。2.雙電壓驅(qū)動(dòng)用提高電壓的方法使繞組中的電流上升波形變陡，這樣就產(chǎn)生了雙電壓驅(qū)動(dòng)。雙電壓驅(qū)動(dòng)有兩種方式：雙電壓法和凹凸壓法。1.雙電壓法雙電壓法的基本思路是：在低頻段運(yùn)用較低的電壓驅(qū)動(dòng)，在高頻段運(yùn)用較高的電壓驅(qū)動(dòng)。其電路原理如圖2-16所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在低頻時(shí)，給T1低電平，使T1關(guān)斷。這時(shí)電動(dòng)機(jī)的繞組由低電壓VL供電，限制脈沖通過T2使繞組得到低壓脈沖電源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在高頻時(shí)，給T1高電平，使T1打開。這是二極管D2反向截圖2—16雙電壓驅(qū)動(dòng)原理圖止，切斷低電壓電源VL，電動(dòng)機(jī)繞組由高電壓VH供電，限制脈沖通過T2使繞組得到高壓脈沖電源。這種驅(qū)動(dòng)方法保證了低頻段仍舊具有單電壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，在高頻段具有良好的高頻性能，但仍沒擺脫單電壓驅(qū)動(dòng)的弱點(diǎn)，在限流電阻R上仍舊會(huì)產(chǎn)生損耗和發(fā)熱。2.凹凸壓法凹凸壓法的基本思路是：不論電動(dòng)機(jī)工作的頻率如何，在繞組通電的起先用高壓供電，使繞組中電流快速上升，而后用低壓來維持繞組中的電流。凹凸壓驅(qū)動(dòng)電路的原理圖如圖2-17所示。盡管看起來與雙電壓法電路特別相像，但它們的原理有很大的差別。圖2—17凹凸壓驅(qū)動(dòng)原理圖高壓開關(guān)管T1的輸入脈沖UH與低壓開關(guān)管T2的輸入脈沖UL同時(shí)起步，但脈寬要窄的多。兩個(gè)脈沖同時(shí)使開關(guān)管T1、T2導(dǎo)通，使高電壓VH為電動(dòng)機(jī)繞組供電。這使得繞組中電流i快速上升，電流波形的前沿很陡，如圖2-17所示電流波形。當(dāng)脈沖UH降為低電平常，高壓開關(guān)管T1截止，高電壓被切斷，低電壓VL通過二極管D2為繞組接著供電。由于繞組電阻小，回路中又沒串聯(lián)電阻，所以低電壓只需數(shù)伏就可以為繞組供應(yīng)較大電流。在低頻工作時(shí)，由于繞組通電周期長，簡潔產(chǎn)生能量過剩。因此，在設(shè)計(jì)中，可通過計(jì)算平均電流的方法，來選擇低電壓值。在高頻工作時(shí)，由于繞組通電周期短，可能出現(xiàn)UH與UL脈寬相同。因此，在設(shè)計(jì)中，要保證在最高工作頻率工作時(shí)，UH的脈寬不要大于UL的脈寬。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)不同，它所標(biāo)稱的額定電壓和額定電流只是參考值；又因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)以脈沖方式供電，電源電壓是其最高電壓，而不是平均電壓，所以，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以超出其額定值范圍工作。這就是為什么步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以采納凹凸壓工作的緣由。一般高壓選擇范圍是80-150V，低壓選擇范圍是5-20V。選擇時(shí)留意不要偏離步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定值太遠(yuǎn)。凹凸壓驅(qū)動(dòng)法是目前普遍應(yīng)用的一種方法。由于這種驅(qū)動(dòng)在低頻時(shí)電流有較大的上沖，電動(dòng)機(jī)低頻噪聲較大，低頻共振現(xiàn)象存在，運(yùn)用時(shí)要留意。3.斬波驅(qū)動(dòng)凹凸壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，電流波形在高壓與低壓交接處有一個(gè)凹陷（如圖2-17所示），這會(huì)引起輸出轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)下降。另外，雙電壓也會(huì)增加設(shè)備的成本。斬波驅(qū)動(dòng)會(huì)很好地解決這些問題。圖2-18（a）是斬波恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖。T1是一個(gè)高頻開關(guān)管。T2開關(guān)管的放射極接一只小電阻R，電動(dòng)機(jī)繞組的電流經(jīng)這個(gè)電阻到地，所以這個(gè)電阻是電流取樣電阻。比較器的一端接給定電壓Uc，另一端接取樣電阻上的壓降，當(dāng)取樣電壓為0時(shí)，比較器輸出高電平。當(dāng)限制脈沖Ui為低電平常，T1和T2兩個(gè)開關(guān)管均截止；當(dāng)Ui為高電平常，T1和T2兩個(gè)開關(guān)管均導(dǎo)通，電源向繞組供電。由于繞組電感的作用，R上的電壓漸漸上升，當(dāng)超過給定電壓Uc的值時(shí)，比較器輸出低電平，使與門輸出低電平，T1截止，電源被切斷；當(dāng)取樣電阻上的電壓小于給定電壓時(shí)，比較器輸出高電平，與門也輸出高電平，T1又導(dǎo)（a）電路原理圖（b）波形圖圖2—18斬波恒流驅(qū)動(dòng)原理圖通，電源又起先向繞組供電。這樣反復(fù)循環(huán)，直到Ui為低電平。以上的驅(qū)動(dòng)過程表現(xiàn)為：T2每導(dǎo)通一次，T1導(dǎo)通多次，繞組的電流波形為鋸齒形，如圖2-18（b）所示。在T2導(dǎo)通的時(shí)間里，電源是脈沖式供電（見Ua波形），所以提高了電源效率，并且能有效地抑制共振。由于無需外接影響時(shí)間常數(shù)的限流電阻，所以提高了高頻性能；但是，由于電流波形為鋸齒形，將會(huì)產(chǎn)生較大的電磁噪聲。4.細(xì)分驅(qū)動(dòng)進(jìn)電動(dòng)機(jī)各組繞組的電流是依據(jù)工作方式的節(jié)拍輪番通電的。繞組通電的過程特別簡潔，即通電—斷電反復(fù)進(jìn)行?，F(xiàn)在我們?cè)O(shè)想將這一過程困難化一些，例如，每次通電時(shí)電流的幅值并不是一次升到位，而是分成階段，逐個(gè)階級(jí)地上升；同樣，每次斷電時(shí)電流也不是一次降到0，而是逐個(gè)階級(jí)地下降。假如這樣做會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？我們都知道，電磁力的大小與繞組通電電流的大小有關(guān)。當(dāng)通電相的電流并不是立刻升到位，而斷電相的電流并不馬上降為0時(shí)，它們所產(chǎn)生的磁場合力，會(huì)使轉(zhuǎn)子有一個(gè)新的平衡位置，這個(gè)新的平衡位置是在原來的步距角范圍內(nèi)。也就是說，假如繞組中電流的波形不再是一個(gè)近似方波，而是一個(gè)分成N個(gè)階級(jí)的近似階梯波，則電流每升或降一個(gè)階級(jí)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一小步。當(dāng)轉(zhuǎn)子依據(jù)這樣的規(guī)律轉(zhuǎn)過N個(gè)小步時(shí)，事實(shí)上相當(dāng)于它轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這種將一個(gè)步距角細(xì)分成若干小步的驅(qū)動(dòng)方法，就稱為細(xì)分驅(qū)動(dòng)。細(xì)分驅(qū)動(dòng)使實(shí)際步距角更小了，可以大大地提高對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的限制精度。同時(shí)，也可以減小或消退振蕩，噪聲和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。目前，采納細(xì)分技術(shù)已經(jīng)可以將原步距角分成數(shù)百份。實(shí)際細(xì)分的驅(qū)動(dòng)電路可分成兩類：一類是采納線性模擬功率放大的方法獲得階梯形電流，這種方法電路簡潔，但功率管功耗大，效率低；另一類的用單片機(jī)采納數(shù)字脈寬調(diào)制的方法獲得階梯形電流，這種須要困難的計(jì)算來使細(xì)分后的步距角勻稱一樣。下面我們介紹一種屬于脈寬調(diào)制法的驅(qū)動(dòng)電路——恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分電路，它不須要困難的計(jì)算，是目前比較流行的方法。恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動(dòng)限制事實(shí)上是在斬波恒流驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)。在斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路中，繞組中電流的大小取決于比較器的給定電壓，在工作中這個(gè)給定電壓是一個(gè)定植?，F(xiàn)在，用一個(gè)階梯電壓來代替這個(gè)給定電壓，就可以得到階梯形電流。恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路如圖2-19（a）所示。單片機(jī)是限制主體。它通過定時(shí)器TO輸出20kHz的方波，送D觸發(fā)器，作為恒頻信號(hào)。同時(shí)，輸出階梯電壓的數(shù)字信號(hào)到D/A轉(zhuǎn)換器，作為限制信號(hào)，它的階梯電壓的每一次變更，都使轉(zhuǎn)子走一細(xì)分步。恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分電路工作原理如下：當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出的Ua不變時(shí)，恒頻信號(hào)CLK的上升沿使D觸發(fā)器輸出Ub高電平，使開關(guān)管T1，T2導(dǎo)通，繞組中的電流上升，取樣電阻R2上壓降增加。當(dāng)這個(gè)壓降大于Ua時(shí)，比較器輸出低電平，使D觸發(fā)器輸出Ub低電平，T1，T2截止，繞組的電流下降。這使得R2上的壓降小于Ua，比較器輸出高電平，使D觸發(fā)器輸出高電平，T1，T2導(dǎo)通，繞組中的電流重新上升。這樣的過程反復(fù)(a)電路圖（b）波形圖圖2—19恒頻脈寬細(xì)分電路及波形進(jìn)行，使繞組電流的波頂鋸齒形。因?yàn)镃LK的頻率較高，鋸齒形水紋會(huì)很小。當(dāng)Ua上升突變時(shí)，取樣電阻上的壓降小于Ua，電流有較長的上升時(shí)間，電流幅值大幅增長，上升了一個(gè)階級(jí)，如圖2-19（b）所示。同樣，當(dāng)Ua下降突變時(shí)，取樣電阻上的壓降有較長時(shí)間大于Ua，比較器輸出低電平，CLK的上升沿即使使D觸發(fā)器輸出1也立刻被清0。電源始終被切斷，使電流幅值大幅下降，降到新的階級(jí)為止。以上過程重復(fù)進(jìn)行。Ua的每一次突變，就會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)細(xì)分步。步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)限制信號(hào)工作，在步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)限制中，限制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。其基本限制作用如下：限制換相依次步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相依次嚴(yán)格依據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式進(jìn)行。通常我們把通電換相這一過程稱為脈沖安排。例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單三拍工作方式，其各相通電依次為A—B—C，通電限制脈沖必需嚴(yán)格依據(jù)這一依次分別限制A，B，C相的通電和斷電。脈沖安排的方法大體上可分為兩種：軟件法和硬件法。由于軟件法在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，要不停地產(chǎn)生限制脈沖，占用了大量的CPU時(shí)間，可能使單片機(jī)無法同時(shí)進(jìn)行其它工作（如監(jiān)測等），所以，在本系統(tǒng)中我們采納硬件法，即運(yùn)用脈沖安排器芯片PMM8713。（2）限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向通過前面介紹的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理我們知道，假如按給定的工作方式正序通電換相，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就正轉(zhuǎn)，假如按反序通電換相，則電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在單三拍方式，通電換相的正序是A—B—C，電動(dòng)機(jī)就正轉(zhuǎn)；假如按反序A—C—B，電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。這一任務(wù)仍用PMM8713脈沖安排器芯片擔(dān)當(dāng)。限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度步進(jìn)電機(jī)的速度限制通過限制單片機(jī)發(fā)出的步進(jìn)脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)。假如給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)限制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它就會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔時(shí)間越短，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)的越快。因此，脈沖的頻率確定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖的頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。依據(jù)調(diào)速原理，限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度方法可有兩種。第一種是通過軟件延時(shí)的方法，變更延時(shí)時(shí)間長度就可以變更輸出脈沖的頻率；但這種方法使CPU長時(shí)間等待，占用大量機(jī)時(shí)，沒有好用價(jià)值。其次種是通過定時(shí)器中斷的方法。在中斷服務(wù)子程序中進(jìn)行脈沖輸出操作，調(diào)整定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間常數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這占用的CPU較少，在各種單片機(jī)中都能實(shí)現(xiàn)，是一種比較好用的方法。本系統(tǒng)采納其次種方法，為了產(chǎn)生所需的步進(jìn)脈沖，要依據(jù)給定的脈沖頻率和單片機(jī)的機(jī)器周期來計(jì)算定時(shí)常數(shù)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到而使定時(shí)器產(chǎn)生溢出時(shí)發(fā)生中斷，在中斷子程序中進(jìn)行變更P1.0電平狀態(tài)的操作，從而得到一個(gè)方波輸出。變更定時(shí)常數(shù)，就可以變更方波的頻率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這樣單片機(jī)只需供應(yīng)步進(jìn)脈沖，進(jìn)行速度和轉(zhuǎn)向限制，因此，CPU的負(fù)擔(dān)減輕很多。第四章系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)限制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源（脈沖安排器和功率驅(qū)動(dòng)）、步進(jìn)電機(jī)等部分組成，其限制框圖如圖4—1所示。在下圖中由單片機(jī)給出脈沖信號(hào)，經(jīng)脈沖安排器產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)工作方式所需的各相脈沖信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)電路對(duì)脈沖安排回路輸出的弱信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生電機(jī)所需的激勵(lì)電流。圖4—1步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)限制框圖本限制系統(tǒng)采納MCS-51系列單片機(jī)AT89c51作為處理器。89c51內(nèi)部有4K的可編程EPROM、128字節(jié)的RAM（其中有16個(gè)字節(jié)既可作一般的RAM單元運(yùn)用，又可對(duì)128位進(jìn)行位操作）、21個(gè)特殊功能寄存器、2個(gè)16位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器以及一個(gè)全雙工串行口，對(duì)外有4個(gè)端口、32條I/O線，它們都具有位尋址功能，運(yùn)用及其便利。我們通過89c51的P1.1口輸出信號(hào)限制步進(jìn)電機(jī)。系統(tǒng)所用的步進(jìn)電機(jī)為45BF005-I型三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其工作電壓+27V，靜態(tài)電流為2.5A，步距角為1.5。本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電源用日本Sanyo（三洋）電機(jī)公司生產(chǎn)的PMM8713作為步進(jìn)電機(jī)的脈沖安排器。它適用于限制三相和四相步進(jìn)電機(jī)，有3種激勵(lì)方式：1相、2相、以及1-2相。輸入方式可選擇單時(shí)鐘（加方向信號(hào)）和雙時(shí)鐘（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)鐘）方式，它具有正反轉(zhuǎn)限制、初始化復(fù)位、原點(diǎn)監(jiān)視、激勵(lì)方式監(jiān)視和輸入脈沖監(jiān)視等功能。運(yùn)用的電源為4~18V，相輸出驅(qū)動(dòng)實(shí)力為20Ma。PMM8713的原理框圖如圖4—2所示。此種集成電路內(nèi)部由時(shí)鐘選通、激勵(lì)方式限制、可逆環(huán)形計(jì)數(shù)器等主要部分構(gòu)成。全部輸入端內(nèi)部都設(shè)有施密特電路，具有很高的抗干擾實(shí)力。它采納DIP16封裝，其引腳功能及激勵(lì)方式選擇和初始狀態(tài)分別如表4—1所示圖4—2PMM8713原理框圖引腳號(hào)符號(hào)功能說明1Cu輸入脈沖，正轉(zhuǎn)CW時(shí)鐘2CD輸入脈沖，反轉(zhuǎn)CCW時(shí)鐘3Ck輸入時(shí)鐘（單時(shí)鐘方式運(yùn)用）4U/D方向轉(zhuǎn)換，0—反轉(zhuǎn)，1—正轉(zhuǎn)5EA激勵(lì)方式限制，當(dāng)EA、EB為11對(duì)應(yīng)1—2相，00對(duì)應(yīng)2相，01，10對(duì)應(yīng)1相6EB7φc3/4相選擇，0—3相，1—4相8Vss地9R復(fù)位端10φ1φ1、φ2、φ3、φ4，——4相輸出φ2、φ3、φ4，——3相輸出11φ212φ313φ4續(xù)表4—1：引腳號(hào)符號(hào)功能說明14EM激勵(lì)監(jiān)視；0—1相，1—2相，脈沖表示1—2相激勵(lì)15CD輸入脈沖監(jiān)視；輸出與時(shí)鐘同步脈沖16VDD正電源表4—1PMM8713引腳功能說明運(yùn)行時(shí)，PMM8713作單級(jí)性限制。三相步進(jìn)電機(jī)：1-2相激勵(lì)6拍運(yùn)行；1相或2相激勵(lì)3拍運(yùn)行。四相步進(jìn)電機(jī)；1-2相激勵(lì)8拍運(yùn)行；1相或2相激勵(lì)4拍運(yùn)行。由于PMM8713輸出驅(qū)動(dòng)電流只有20mA，因此須要外接功率驅(qū)動(dòng)放大電路。當(dāng)用微處理器輸出去限制大功率電器時(shí)，須要將弱電與強(qiáng)電隔離。這里用光電隔離器進(jìn)行隔離。我們選用光電隔離器的型號(hào)為TLP521—4，功放晶體管的型號(hào)為P41C（6A、100V、65W、Ice=3A）。輸出隔離電路的原理圖如圖4—3所示。圖4—3隔離電路原理圖Ui來自脈沖安排器的一個(gè)輸出端子，Ui經(jīng)驅(qū)動(dòng)門以后接到發(fā)光二極管的陰極，+5V電源須要接限流電阻，此電阻一般取值為200Ω、1/4W。當(dāng)Ui為低電平常，經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)門驅(qū)動(dòng)后依舊是低電平，二極管導(dǎo)通，從而使光敏晶體管T1導(dǎo)通，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一相繞組得電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)Ui為高電平常，二極管會(huì)因?yàn)殛枠O和陰極都為高電平而截止，光敏晶體管T1就會(huì)截止，從而使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一相繞組失電而停轉(zhuǎn)。須要強(qiáng)調(diào)指出的是，光電耦合的輸入和輸出部分必需分別采納獨(dú)立的電源，假如兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合的隔離作用就將失去意義。PMM8713作脈沖安排器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖4—5所示。這里只加上單脈沖，用來限制步進(jìn)電機(jī)朝一個(gè)方向運(yùn)行。由PMM8713產(chǎn)生的脈沖經(jīng)74LS06反向驅(qū)動(dòng)放大后，再經(jīng)過TLP521-4光電隔離器隔離，最終驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的繞組。I1，I2，I3是三相步進(jìn)電機(jī)的繞組，T1，T2，T3是晶體管功率放大器。變更來自P1.1腳的脈沖信號(hào)的頻率就可以限制PMM8713的輸出脈沖頻率，從而變更步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。圖4—5系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)限制系統(tǒng)中單片機(jī)的主要作用是產(chǎn)生脈沖序列。它通過89c51的P1.0發(fā)送脈沖限制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，P1.1限制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)軟件編制采納定時(shí)器定時(shí)中斷產(chǎn)生周期性脈沖序列，不運(yùn)用軟件延時(shí)，不占用CPU。CPU在非中斷時(shí)間內(nèi)可以處理其他事務(wù)，唯有到了中斷時(shí)間驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。在此，定時(shí)器T0的工作方式為方式2，定時(shí)周期為16μs，即每秒產(chǎn)生62500次中斷。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從A點(diǎn)到B點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，要經(jīng)驗(yàn)升速、恒速和減速的過程。假如啟動(dòng)時(shí)一次將速度升到給定速度，由于啟動(dòng)頻率超過極限頻率fq，步進(jìn)電機(jī)要發(fā)生失步現(xiàn)象，因此會(huì)造成不能正常啟動(dòng)。假如到終點(diǎn)時(shí)突然停下來，由于慣性作用，步進(jìn)電機(jī)會(huì)發(fā)生過沖現(xiàn)象，會(huì)造成位置精度降低。假如特別緩慢的升降速，步進(jìn)電機(jī)雖然不會(huì)產(chǎn)生失步和過沖現(xiàn)象，但影響了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作效率。所以，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的加減速要有嚴(yán)格的要求，那就是在保證不失步和過沖的前提下，用最快的速度（或最短的時(shí)間）移動(dòng)到指定位置。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行還可依據(jù)距離的長短分為以下3種狀況處理。短距離由于距離較短，來不及升到最高速。因此，在這種狀況下，步進(jìn)電機(jī)以接近啟動(dòng)頻率運(yùn)行，運(yùn)行過程中沒有加、減速。中、短距離在這樣的距離里，步進(jìn)電機(jī)只有加、減速過程，而沒有恒速過程。中、長距離在這樣的距離里，步進(jìn)電機(jī)不僅有加、減速過程，還有恒速過程。由于距離較長，要盡量縮短用時(shí)，保證快速反應(yīng)性。因此，在加速時(shí)，盡量用接近啟動(dòng)頻率啟動(dòng)，盡量工作在最高速。單片機(jī)在用定時(shí)器法調(diào)速時(shí)，用變更定時(shí)常數(shù)的方法來變更輸出的步進(jìn)脈沖頻率，達(dá)到變更轉(zhuǎn)速的目的。對(duì)于MCS-51系列單片機(jī)，其定時(shí)器屬于加1定時(shí)器。因此，在步進(jìn)電機(jī)加速時(shí)，定時(shí)常數(shù)應(yīng)增加；減速時(shí)，定時(shí)常數(shù)應(yīng)減小。假如采納非線性加、減速曲線，要用離散法將加、減速曲線離散化。將離散所得的轉(zhuǎn)速序列所對(duì)應(yīng)的定時(shí)常數(shù)序列，做成表格存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中。在程序運(yùn)行中，運(yùn)用查表的方式重裝定時(shí)常數(shù)，這樣做比用計(jì)算法節(jié)約時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。步進(jìn)電機(jī)工作方式為：三相3拍，它有單三拍和雙三拍兩種運(yùn)行方式。單三拍運(yùn)行方式通電依次為：A—B—C—A，假如按上述通電依次，步進(jìn)電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，假如通電依次相反，則步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)的勵(lì)磁邏輯見表4—2。C相B相A相工作狀態(tài)代碼電機(jī)拍數(shù)001A01H0010B02H1100C03H2表4—2步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)勵(lì)磁表表中的代碼為01H、02H、03H、也稱為勵(lì)磁表。在編制程序時(shí)，先將代碼按依次存放進(jìn)存儲(chǔ)器中，由計(jì)算機(jī)通過接口依次送出相應(yīng)限制代碼，以便限制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在確定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向之后，只須要變更給定脈沖的頻率就可變更步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?？紤]到要使步進(jìn)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，采納定時(shí)器定時(shí)地輸出限制脈沖，同時(shí)將定時(shí)器的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定為最高級(jí)別，以保證不論微處理器在執(zhí)行哪段程序。定時(shí)時(shí)間一到就可以無條件地執(zhí)行脈沖輸出子程序。表4—2中每相為1時(shí)，電機(jī)運(yùn)行；為0時(shí)，電機(jī)停止。其加減速限制程序流程圖見附表一。本程序的資源安排如下：R0——中間寄存器；R1——寄存速度級(jí)數(shù)；R2——儲(chǔ)存級(jí)步數(shù)；R3——加減速狀態(tài)指針，加速時(shí)指向37H，減速時(shí)指向3AH；32H至34H——存放確定位置參數(shù)（假設(shè)用三個(gè)字節(jié)），低位在前；35H、36H——存放加速總步數(shù)（假設(shè)用兩個(gè)節(jié)），低位在前；37H至39H——存放恒速步數(shù)（假設(shè)三個(gè)字節(jié)），低位在前；3AH、3BH——存放減速總步數(shù)（假設(shè)用兩個(gè)字節(jié)），低位在前；定時(shí)常數(shù)序列存放在以ABC為起始地址的ROM中。初始R3=35H，R1、R2都有初始值。程序如下：PUSHACCPUSHPSWPUSHBPUSHDPTLPUSHDPTLSETBRSOJNBP1.0，JAJ10CLREAJNBP1.1，JAJ1MOVR0，#32HINC@ROCJNE@R0,#00H.JAJ2INCR0,INC@R0CJNE@R0,#00H,JAJ2CLRTP0LCALLBAOJINGJAJ1：MOVRO，#32HDEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ2INCRODEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ2INCRODEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ2CLRTROLCALLBAOJINGJAJ2:SETBEACJNER3,#35H,JAJ5MOVR0,#35HDEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ3INCRODEC@ROJAJ3:DJNZR2,JAJ4INCR1MOVA,R1MOVB,#NMULABMOVR2,AJAJ4:MOVA,35HORLA,36HJNZJAJ10MOVR3,#37HSJMPJAJ10JAJ5:CJNER3,#37H,JAJ7MOVR0,#37HDEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ6INCRODEC@ROCJNE@RO,#0FFH,JAJ6INCRO