步進(jìn)電動機(jī)接收步進(jìn)脈沖控制而一步一步地轉(zhuǎn)動，并帶動機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)精密的角位移和直線位移。步進(jìn)電動機(jī)廣泛應(yīng)用于各種自動控制系統(tǒng)，它的工作方式主要取決于輸出步進(jìn)脈沖的控制電路。

    1．任務(wù)與要求
    ①用邊沿D觸發(fā)器或主從JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個兼有三相六拍、三相三拍等兩種工作窮式的脈沖分配器，能控制步進(jìn)電動機(jī)的正向和反向運(yùn)轉(zhuǎn)。
    ②設(shè)計(jì)驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)工作的脈沖放大電路，使之能驅(qū)動一個相電壓為24V、相電流為0.2A的步進(jìn)電動機(jī)工作。
    ③設(shè)計(jì)步數(shù)顯示和步數(shù)控制電路，能控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)置的步數(shù)時停止轉(zhuǎn)動，或運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定圈數(shù)時停轉(zhuǎn)。
    ④設(shè)計(jì)電路的時鐘信號，頻率為10Hz～10kHz且連續(xù)可調(diào)。
    ⑤輸出信號用發(fā)光二極管顯示，使用按鍵開關(guān)產(chǎn)生控制信號。

    2．設(shè)計(jì)思路與電路原理框圖
    步進(jìn)電動機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移（或線位移）的一種機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它受脈沖信號控制，其位移與輸入脈沖個數(shù)成嚴(yán)格正比的關(guān)系。它包括脈沖分配器和功率放大器兩部分。
    ①如圖3 - 27所示的步進(jìn)電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成，定子上繞制了A.B.C三相線圈而轉(zhuǎn)子上沒有繞組。

                 
    當(dāng)三相定子繞組輪流接通驅(qū)動脈沖時，產(chǎn)生磁場吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。每次轉(zhuǎn)動的角度稱為步距。根據(jù)三相繞組所加脈沖的方式不同而產(chǎn)生不同的步距。其中，三相三拍方式的步距為3^。,三相六拍方式的步距為1.5^。。根據(jù)不同的信號頻率形成不同的轉(zhuǎn)速。由三相脈沖加入的不同相序形成正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
    下面是兩種工作方式的脈沖加入次序：

    ②脈沖分配器是整個控制電路的核心，它將連續(xù)脈沖分配給A、B、C三相繞組。其分配方式因工作方式X、轉(zhuǎn)動方向Y的不同而不同。由于脈沖分配器將輸入時鐘信號變?yōu)槿嗝}沖輸出，并受X和Y的控制，實(shí)質(zhì)上是一個具有5個變量的可控計(jì)數(shù)器電路。因此，應(yīng)按計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，同時還必須考慮自啟動，否則可能出現(xiàn)死循環(huán)。
    ③步進(jìn)電動機(jī)的功放電路應(yīng)該根據(jù)所選電動機(jī)的電壓、電流參數(shù)設(shè)計(jì)；可選用分立元件，
也可以選用集成功放電路，例如MC1413等。還必須考慮輸出電路的續(xù)流。
    ④由于步進(jìn)電動機(jī)是每輸入一個脈沖走一步，步數(shù)顯示與控制可以通過對輸入脈沖的計(jì)數(shù)來完成，先將需要轉(zhuǎn)動的步數(shù)預(yù)置到計(jì)數(shù)器中，每轉(zhuǎn)一步減去1，直至減到零為止。在計(jì)數(shù)的同時，對步數(shù)進(jìn)行譯碼和顯示。當(dāng)然，也可以對電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)作計(jì)數(shù)，使之轉(zhuǎn)到預(yù)定圈數(shù)時便停止工作。
    三相步進(jìn)電動機(jī)控制器的原理框圖如圖3-28所示。

            
   
  3．整機(jī)設(shè)計(jì)及調(diào)試建議
  各單元電路的設(shè)計(jì)完成后，按照設(shè)計(jì)任務(wù)與要求將它們有機(jī)地組合起來，并在數(shù)字電路試驗(yàn)箱上驗(yàn)證結(jié)果；確定方案并繪制電路圖；進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)文檔資料，寫出總結(jié)報(bào)告。