基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统设计与实现

基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统 本文将对基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统进行详细的分析和介绍，从系统的总体设计到硬件电路设计，涵盖了单片机控制步进电机的原理、系统架构、硬件电路设计等方面。 一、系统总体设计 基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统的总体设计如图1所示。该系统主要由单片机、步进电机、键盘接口、LED显示器和光耦等部分组成。单片机直接输出电机的各相控制脉冲序列，光耦进行必要的光电隔离，采用分立元件构成功率MOSFET管驱动电路，带动电机转动。 二、硬件电路设计 2.1 控制电路设计 控制芯片采用PIC16F873，该单片机具有抗干扰能力强，超低功耗。芯片自带硬件看门狗，具有高速SPI通信端口，6通道10位A／D转换，2路PWM输出，8KB容量的FLASH存储器，368B容量的SRAM，3个定时器，1个SPI串行通信口。由于单片机内部的资源丰富，性价比高。能够满足该设计的要求，而且减少硬件电路的设计，提高工作效率。 单片机的外部引脚定义及其在该设计的资源分布如图2所示。RA0口外接4.7kΩ的可调电位器，利用单片机内部的模／数转换功能转换成数字量，进而控制输出脉冲频率的高低，完成步进电机速度的“连续”调节。过流检测的结果直接引入到RB6，通过中断实现对电流的快速控制。 2.2 驱动电路设计 功率MOSFET管的部分驱动电路如图3所示。由于功率MOSFET管栅极电容的存在，对该管的驱动电流实际表现为对栅极电容的充、放电。图中电路的设计可改进功率MOSFET管的快速开通时间，减少在前级门电路上的功耗，提高了驱动电流的前后沿陡度，能够改善高频响应。 栅源间过压保护齐纳二极管的稳压值为15V。功率MOSFET管栅源间的阻抗很高，工作于开关状态下的漏源间电压的变化对系统的稳定性产生影响。 三、系统特点 基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统具有以下特点： * 功能灵活多样：通过软件设计可以实现各种复杂的控制。 * 脉冲输出准确：单片机直接输出电机的各相控制脉冲序列，确保脉冲输出的准确性。 * 实时性强：系统具有实时性强的特点，可以快速地完成电机的控制。 * 系统成本较低：系统的成本较低，能够满足各种不同的运动控制系统的需求。 四、应用前景 基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统已经被广泛应用在各种不同的运动控制系统中，例如：机器人、自动化设备、医疗设备等。该系统的应用前景非常广阔，能够满足各种不同的应用需求。 基于PIC16F873单片机的步进电机控制系统具有功能灵活多样、脉冲输出准确、实时性强等特点，能够满足各种不同的运动控制系统的需求，具有广阔的应用前景。