多路序列信号发生器设计
一、学习目标:
设计由555定时器、移位寄存器、存储器等器件构成的多路序列信号输出电路,用于控制步进电机或彩灯循环。用Proteus软件进行仿真并安装实际电路。
二、设计任务:
(1)设计多路序列信号输出电路,用于控制步进电机;
(2)用数码管的上四段或下四段模拟步进电机的工作;
(3)步数控制:四相八拍和四相四拍两种工作方式。
(4)能控制步进电机的正转和反转 ;
(5)步数显示;
(6)对设计电路进行仿真和修改,并安装和调试实际电路。
三、设计思路:
(1)步进电机介绍
步进电机接收步进脉冲而一步一步地转动,并带动机械装置实现精密的角位移和直线位移。广泛应用于各种自动控制和计算机系统中如:数控机床、机器人、打印机、光驱等。
如图三相步进电机,它由转子和定子组成,定子上绕制了A、B、C三个线圈构成三个不同的绕组。
不同绕组上所加脉冲的不同,形成不同的步距和转速。
(2)基本设计思路
四相步进电机有四相八拍和四相四拍两种工作方式。按照如下状态转换图的顺序工作:
下面以四相八拍工作方式为例,说明其设计思路,即如何产生四相八拍方式的状态转换图。
八状态转换产生电路:
方案1:采用触发器设计:设计复杂,且存在不能自启动问题。
方案2:采用集成计数器设计:可产生递增或递减,且状态连续,不存在自启动问题。
方案3:采用移位寄存器设计:不是递增或递减,状态不连续,存在自启动问题。
八状态转换产生电路
时钟产生电路
码组变换电路
步进电机所要求的八状态转换图
即多路序列信号输出,
设计的原理框图:
码组变换电路:
方案1:译码器+门电路
方案2:存储器
八状态转换产生电路