摘 要

随着经济的发展，步进电机在生活生产中的应用也越来越广泛。随着发展人们对步进电机的结构提出了越来越高的要求，步进电机不像是直流电机一样可以直接进行驱动控制，而需要步进电机驱动器才能实现对步进电机的控制。而对于传统的驱动控制技术只能实现步进电机的整步或半步运行，而且工作的时候噪音极大，无法在当今高精度仪器中进行实际的应用。为了适应当今社会的生产和发展的需求，催使步进电机的驱动技术进行了改善，细分驱动技术也随之诞生。细分驱动技术在步进电机里的应用十分广泛，主要用于对其中电流的处理。将磁力绕组中的电流进行操作，从而产生旋转磁场。通过这样的工作，可以更加精准地控制步进电机，使步进电机运行的时候噪声更小。

本设计以STM32的步进电机细分驱动控制技术为重点研究内容，对任务进行了初步的分析并对需要完成的目标进行了设计，进行了初步的方案设计。根据初步的方案框图对整个系统在硬件电路进行设计与改进，具体包括STM32单片机最小系统电路、电源电路、THB6128细分驱动电路、LCD1602液晶显示电路、按键电路，并且在此基础之上进行的软件代码设计，包括主程序、转速控制程序、LCD1602液晶显示程序、按键程序，阐明了整个系统的工作原理。

通过设计的硬件电路图完成了实物的焊接以及将软件代码烧录进实物的工作，并进行了实物的测试以及调试工作，通过独立按键可以对步进电机的运行状态进行控制，包括对步进电机的启动/暂停、正转/反转、加速/减速的控制，通过THB6128细分驱动芯片可以实现对步进电机的细分驱动，细分拨码开关的电平高低不同可以实现8种不同的细分驱动，系统最高实现128细分驱动，控制精度达到预期，可以充分的降低工作噪音，具有极高的应用价值。

关键词：细分驱动；STM32;THB6128

Abstract

Along with economic development, stepping motor is more and more wide-ranging used in live and manufacture. In pace with development of stepping motor construction, people raise more and more high demand.Stepping motor can not be directly driven and controlled like DC motor, but need stepping motor driver to realize the control of stepping motor. However, the traditional drive control technology can only realize the whole step or half step operation of the stepping motor, and the noise is great when it works, so it can not be applied in the high-precision instrument. In order to meet the needs of production and development in today's society, the driving technology of stepping motor has been improved, and the subdivision driving technology has also been born. Subdivision drive technology is widely used in stepping motor, which is mainly used to deal with the current. The current in the magnetic winding is operated to produce a rotating magnetic field. Through this kind of work, the stepping motor can be controlled more accurately, so that the noise of the stepping motor is less when it is running.

This design focuses on STM32's stepping motor subdivision drive control technology, and makes a preliminary analysis of the task and the design of the target to be completed. According to the preliminary scheme block diagram, the hardware circuit of the whole system is designed and improved, including STM32 SCM minimum system circuit, power circuit, thb6128 subdivision drive circuit, LCD1602 LCD display circuit, key circuit, and the software code design based on this, including the main program, speed control program, LCD1602 LCD display program, key program The working principle of the whole system is explained.

Through the designed hardware circuit diagram, the welding of the real object and the burning of the software code into the real object are completed, and the testing and debugging of the real object are carried out. The operation state of the stepping motor can be controlled by independent keys, including the start / stop, forward / reverse, acceleration / deceleration control of the stepping motor. The stepping can be realized by the thb6128 subdivision drive chip The subdivision drive of the motor, the different level of the subdivision dial switch can achieve eight different subdivision drives, the system can achieve 128 subdivision drives at most, the control accuracy can achieve the expected, can fully reduce the working noise, has a high application value.

Key words: subdivision drive; STM32; THB6128

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 步进电机细分驱动的国内外研究现状 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 论文结构 3

1.5 本章小结 3

第2章 步进电机细分驱动原理介绍和方案设计 4

2.1 步进电机细分驱动任务分析 4

2.2 步进电机细分驱动方案 4

2.3 步进电机及原理介绍 4

2.4 步进电机的驱动技术介绍 5

2.5 本章小结 7

第3章 步进电机细分驱动硬件电路设计 8

3.1 步进电机细分驱动系统硬件框图 8

3.2 STM32单片机最小系统电路设计 8

3.3 电源电路设计 9

3.4 THB6128驱动电路设计 10

3.5 LCD1602显示电路设计 13

3.6 按键电路设计 14

3.7 本章小结 15

第4章 步进电机细分驱动的软件设计 16

4.1 主程序设计 16

4.2 转速控制程序设计 17

4.3 液晶显示程序设计 18

4.4 按键扫描程序设计 19

4.5 本章小结 20

第5章 步进电机细分驱动实物测试 21

5.1 硬件测试 21

5.2 本章小结 24

第6章 总结与展望 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

步进电机是一种利用输入的信号对电机内部结构角度变化进行改变的一种装置，有着很大的发展空间。^[1]步进电机可以进行开环位置控制，每次得到一个规定的位置增量都需要接收到一个脉冲信号，这种控制系统被称为增量位置控制系统可以通过减少对整个系统的调整实现对成本的降低，不同于传统的直流控制系统。

步进电机有鲜明的特点，正常工作下，当速度逐渐升高时时步进电机的噪声也会越来越大，超过一定速度时步进电机无法启动。步进电机除了它鲜明的特点外还有着以下的优点：步进电机可以通过控制脉冲数来控制步进电机旋转的角度；步进电机会在它停转的时候获得最大的转矩，步进电机在一切正常的运行情况下每一周的转动步数都是一定的；步进电机的整体结构简单最明显的特点就是没有电刷，整体的电机寿命和轴承的寿命息息相关有着很高的可靠性；步进电机可以通过控制数字脉冲的输入个数来控制其响应，整个步进电机采用开环控制的结构这种结构比较简单可以有效地降低成本；步进电机由于其显著的特点及优点广泛的应用于很多的场合和场景，比如电子显微镜、计算机这种高精度应用场合。