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直流稳压电源设计总结范文1
【关键词】三端集成线性稳压电源 ISD1420P集成芯片
本设计通过信号发生器获取输入信号，通过ISD1420P系列单片机语音录放电路，实现信号的存储与回放功能，最终用数字示波器进行输出。
1 总体方案设计
本系统实现的是波形采集、存储与回放功能，易用单片机控制来实现。这里以ISD1420P系列单片机为主控元件，自身电路结构非常简单，因此在操作的时候方便使用；由于它具有零功率信息存贮的特点，因此在使用时可以省去备用电源；ISD1420P芯片较强的选址能力，使其在管理方面凸显出强大的优越性；存储在此芯片上的信息可以保存10年以上之久，可反复录放达10万次之多，并且相关的元件少，只需单一电源供电，因此成本较低。综上所述，由于ISD1420P芯片与其他同类电路相比具有以上的优点，因此在设计中进行选用。
2 单元模块设计
2.1 电源电路
在本次设计中选用直流稳压电源―三端集成线性稳压器作为供电设备，提供+5V电压输出。选择三端集成线性稳压电源的原因是其具有的基本功能和特性指标符合设计要求。
2.1.1 基本功能
（1）输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。
（2）输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。
（3）直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。
（4）对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。
（5）对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。
（6）具有完善的保护电路。
2.1.2 特性指标
（1）输出电压范围。
符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。
（2）最大输入-输出电压差。
该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入-输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。
（3）最小输入-输出电压差。
该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入-输出之间的电压差值。
2.1.3 优点
三端集成线性稳压电源具有调整管工作在线性工作区，稳定性好、精度高、噪声力小、效率高、体积小的优点，应用领域也极其广泛。
2.2 ISD1420P芯片
2.2.1 芯片基本构成单元
ISD1420P芯片由时钟振荡器、128K字节E2PROM、微音放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、差动功率放大器构成基本功能电路。芯片存储时间为20秒。
2.2.2 芯片操作模式
此芯片的A0～A7引脚功能由A6、A7引脚的电平输入状态决定。当A6、A7引脚中有一个输入的是低电平时，A0～A7的输入全部解释为地址位，将其功能作为起始地址使用；当A6、A7引脚输入同为高电平时，A0～A7的输入全部解释为模式位，即代表不同操作模式。在使用中药注意，地址位只能作为输入端，在使用中不能输出内部地址信息。
使用操作模式有两点要注意： 所有初始操作地址端都是从0开始，一旦电路进行录放音转换或进入省电状态时，地址计数器自动复位为0；当PLAYE、PLAYL或REC 变为低电平，同时A6，A7为高电平时，执行对应操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止，这一刻现行的地址/模式信号被取样并执行。
操作模式中A0端为信息检索，A1端为删除标志，A3端为循环重放信息，A4端为连续寻址，A2、A5两端未用。
3 设计方案实现
在系统左端A通道加入外接信号源获得高电平为4V、低电平为0V、频率约1kHz的单极性信号，将其通过输入电路送入到ISD1420P电路中，进行存储。完成存储功能后，断电并取消外接信号源的输入，在系统右端A通道加入示波器，继续供电后，通过输出电路观察波形，将得到与输入端相同的波形，以证明此系统可以完成波形的采集、存储与回放功能。B通道的工作原理与A通道完全相同，仅输入信号有区别，在B通道中输入峰峰值为100mA，频率为10HzD10kHz的双极性信号，以验证系统的采集、存储与回放性能。
4 系统功能、测试说明
4.1 系统功能
本系统可完成将外接信号源进行波形采集、存储与回放的功能。在输出端显示波形时可进行不同的需求选择。
（1）进行一段式输出波形，最长时间为20秒。
（2）进行循环输出波形，按一下PE键可循环输出，按PL键停止；或按住PL键输出，松开即停止。
（3）按顺序连续分段输出，每段输出长度不限。
（4）按PE键可快速选择输出波形。
4.2 测试说明
（1）在A通道通过外接信号发生器输入一个频率为1kHz的单极性正弦波，接通电源，20秒内系统进行波形采集和存储过程；断掉电源，将A通道输出端接在示波器上，观察输出波形为正弦波，频率为1kHz。
（2）在B通道通过外接信号发生器输入一个频率为100Hz的双极性正弦波，接通电源，20秒内系统进行波形采集和存储过程；断掉电源，将A通道输出端接在示波器上，观察输出波形为正弦波，频率为100Hz。
5 设计总结
通过以上报告的说明，本设计主要完成了波形的采集、存储与回放功能，虽然波形有部分失真情况发生，但是已达到设计目的和要求。
设计有待改进的地方为此设计只能存储一次采集的信号，并且A、B两路信号周期不同时，不能进行连续回放，需要进一步完善。
参考文献
[1]李国锋，王宁会.电源技术[M].大连：大连理工大学出版社，2010（05）.
[2]唐庆玉.电工技术与电子技术[M].北京：清华大学出版社，2004（07）.
作者简介
汪小琦（1984-），女，甘肃省临夏回族自治州人。大学本科学历。现为兰州资源环境职业技术学院信管系讲师。研究方向为通信工程。
直流稳压电源设计总结范文2
关键词：任务驱动 电子技术课 应用
由于学生学习能力、个体素质、学习意愿等存在差异，导致电子技术课程教学一直是授课教师“头疼”的课程。如何把学生的兴趣吸引到教学中，让学生主动有效地完成教学任务是笔者一直思考的问题。
一、任务驱动教学模式的核心
任务驱动是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，属于探究式教学模式，适用于培养学生的自学能力和相对独立地分析解决问题的能力。它包括五个环节：提出任务、分析任务、自主学习、完成任务、过程评价。
任务驱动教学模式创新性的以任务为主线、学生为主体、教师来引导作为基本内涵，学生作为主体参与到教学中，教师在教学中起到组织、引导、控制、促进、改善作用。这种模式充分调动学生的主动性、创造性和学习兴趣，让学生在“动”的过程中学到知识。
二、任务驱动教学模式教学的过程
第一步：教学开展前，教师确定主题，提出任务。第二步：学生结合自己意愿和能力，分析任务并分组。第三步：教师对核心内容进行辅导和讲解，学生按照任务要求借助多媒体设备、图书资料等进行自主学习。第四步：学生对任务内容进行实践性操作，小组分工配合和个人技能相结合，教师协助学生解决遇到的困难。第五步：每组学生讲解和展示自己完成的项目，学生互评，教师进行总体评价。
三、对任务进行设计的方法
在教学任务设计的阶段，对学生现有的知识结构和水平进行评估，针对学生的特点进行设计，做到让学生有兴趣且乐于构建知识体系。
第一，差异化的任务设计。根据学生知识掌握的能力和意愿不同，在设计任务时应相互关联而又存在差异。在保证核心知识不变的前提下，把握知识脉络，突出重点，抓住关键，做到因材施教。
其具体步骤为，教师通过实例授课讲解任务用到的新知识与技巧，学生根据实例做出类似项目，掌握任务中所包含知识点和技巧；学生完全理解和掌握知识点；学生自行设计或按照自己的思路进行探索，提高学生的积极性和学习兴趣。
第二，协作性的任务设计。团队配合是当今社会大力提倡的能力之一，一个人的智慧和精力有限。为了使学生将来工作后快速适应岗位和工作氛围，在任务设计中教师应加入协作性配合模块。良好的团队配合不仅事半功倍，同时也充分发挥分析能力和讲说能力，使他们在相互讨论、争辩中解决问题。
四、任务驱动教学模式在课程中的运用
以直流稳压电源课程为例。
一是教学任务的设计。直流稳压电源电路由变压、整流、滤波、稳压四部分构成，电路中变压器起到变压作用。二极管起到整流作用――将交流电转换成脉动直流电。电容起到滤波作用。电路的调整使输出电压稳定。
二是学生对任务进行分析。直流稳压电源的内部构造是什么？每个元器件的作用是什么？是如何实现直流稳压的？
三是内容讲解和学生自主学习为核心。教师将核心内容二极管及其整流电路、滤波电路、稳压电路，进行讲解。学生根据任务要求自行查阅相关资料，试析解决问题。
四是完成任务。学生对直流稳压电路进行实践性操作，组装和调试电路。调试内容主要有调整、测试电源输出电压、空载电流、负载电流、电压调整率、电流调整率和纹波电压等。教师在一旁指导并协助学生解决出现的问题。
五是评价总结。做到“三评”，即小组自评、每组互评、教师讲评。对于掌握慢、基础不扎实的学生要加强小结和知识点回顾；对于掌握快、能力更好的学生要引导他们继续探索更深层次的知识，这样将使每个学生都有收获和成就感，真正实现了分层教学和因材施教。
任务驱动教学模式是对现有教学模式的一种改进和创新，实施它的目的在于培养学生的自学、观察、动手、研究和分析问题的、协作和互助、交际和交流能力以及生活和生存的能力。学与做相结合的模式体现了中等职业教育的特点与特征，是促进中等职业学校学生全面发展的一种有效教学方法。
参考文献：
[1]白梅.信息时代的教与学[J].网络科技时代：信息技术教育，2001（8）.
直流稳压电源设计总结范文3
关键词：理论知识与技能训练一体化；学生分组；实验报告
中图分类号：712?摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0220-02
电工技能实验课的教学目的在于培养学生的基本操作技能，开发学生的探究能力、思维能力和创新能力；课堂上要求学生根据实验目的设计实验电路，选择仪表，确定实验步骤，测取实验数据，并能对数据进行分析研究，总结结论。本文以验证欧姆定律的内容为例，浅析采用理论知识与技能训练一体化上好电工技能实验课的教学方法。
一、预习
在准备过程中，带领学生复习欧姆定律的内容，设定本次实验目的、方法和步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验目的设计记录数据用的表格。同时根据实验内容设置若干探究、扩展认知的问题，用于开拓学生思维，有利于实验的顺利进行。
例如欧姆定律的实验目的是验证电压U、电流I和电阻R三者之间的关系，即电阻R的伏安特性。导体中的电流I与导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比，公式I=U/R。在准备过程中，设置问题为：某同学认为，由公式R=U/I可知，在一段导体上所加的电压越大，这段电阻就越大，这种认识对吗？为什么？
二、实验的过程
为了提高实验的效率，保证实验安全，有序的进行，实验过程按以下步骤进行：
1.学生分组。实验以小组为单位进行，每组4人，明确每个人在实验过程中接线、控制负载、调节电压或电流、记录实验数据等分工工作，在时间允许情况下，调换组员的分工，重复实验。
2.选择器材。实验时领用实验元器件和仪表，熟悉它们的参数、结构、功能和注意事项等，这些能帮助学生构建电路，分析原理，进行实验。
如欧姆定律实验用到的元器件和仪表包括：直流稳压电源1台、直流电压表（0～15V～30V）1只、直流电流表（0～2.5A～5A）1只、单刀单掷开关1个、万用表一只、电阻若干。其中电源的输出电压是可以调节的，调整范围（0～10V）；电压表与电阻R并联，用来测量被测电阻R两端的电压；电流表与电阻R串联，用来测量被测电阻R中流过的电流。仪表在测量的过程中应放置最大量程上，观察指针的摆动情况，指针的摆动的幅度不能太小，也不能满偏超过量程。
3.按图接线，通电观察。接线必须在切断电源的情况下进行。依据（图1）电路图，把元器件连接好。接线过程中力求简单，在完成电路功能的情况下，导线用得尽可能少；同时为了查找线路方便，每根功能相同或相近的线路可用颜色相同的导线和插头，也可以用套管给每根线加上编号。
接线完成后，经指导教师检查线路无误后，方可接通电源。改变直流稳压电源的输出值，学生如实记录各仪表的数值填入表中。实验中，人体不能接触带电线路。
4.整理数据和器材。在实验前学生应该根据公式计算所测数据值。变换输入信号的大小，如实记录各个仪表读数。多测几组数据，求出平均值。各组所测的数据可能有存在误差，但总的变化趋势是一定的（图2）。
根据上表的数据，以电压U为横坐标，电流I为纵坐标，表示电阻R的U/I关系的曲线，称为伏安特性曲线。由于在实验中，我们用到的是阻值不变的电阻元件，其伏安特性是线性的。通过发现可以看出，当稳压电源输出9V、7V、5V时，电阻R＝50Ω测出的电流值也是按一定规律变化，与我们用欧姆定律计算出来的值基本一致。
实验完毕后，切断电源，学生将所测数据交给指导教师审阅，经老师认可后拆线，把所有的元器件、仪表等整理好，放在指定位置处。
三、设置问题
在学生完成实验后，可以根据实验设计思考题，增强学生对实验的认识和理解。使学生做到理论联系实际，提高学生运用知识的能力，达到实验课的教学目的。
四、实验报告
实验报告是根据实验目的，电路图的工作原理、测取的数据及实验中观察和发现的问题，经过分析研究后写出对的实验结论。实验报告应包括以下内容：
1.实验名称、专业、班级、姓名和实验日期等。
2.列出实验中所用元器件的名称及编号、实验时的电路图、仪表及其仪表量程。
3.以表格的形式对数据进行整理和计算。
直流稳压电源设计总结范文4
1.合理安排学时
根据项目化教学的特点，为了更好地组织课堂教学，项目化教学采用了四节连排的方法，并且把实训室作为课堂来组织教学。以前“电子技术”课程教学主要考虑课堂教学和实验教学的学时数，按照章节分配学时。而项目化教学是以学习情境为独立授课单元，既要考虑理论知识的学时，又要考虑完成任务载体的学时。例如，学习情境一是二极管整流稳压电源的组装与调试，安排课堂教学时，首先由教师用1学时讲解半导体的基本知识，PN结及其单向导电性，二极管的基本结构等。然后，再用1学时由教师指导学生讲授万用表的使用方法，完成二极管的识别与检测，并由学生填写表格记录数据。
2.改进教学方法
在完成学习情境一的教学任务中，教师首先讲解二极管桥式整流电路的工作原理，整流电路的种类、结构特点、分析计算及滤波电路、波形分析等知识内容。然后采用小组学习法开展教学。小组学习法是指多个学生在没有教师或其他同学的直接帮助下，学习和复习教学内容，解决实际问题。它是较独立学习要求更高的、以学生为中心的主要教学步骤。方法为①教师布置题目，明确学习目标;②所有小组得到同样的任务;③完成任务协调组内事物;④小组总结工作成果;⑤全班对工作成果进行比较和讨论;⑥确定最终结果。班级以小组为单位，学习讨论如何制作学习情境一中的工作任务载体，即二极管整流稳压电源的组装与调试。同学结合教材和相关参考书，自主设计稳压电源的原理电路图，选用元器件，制定技术参数及各项性能指标。采用“头脑风暴法”在全班进行集中讨论。“头脑风暴法”的教学方法是教师引导学生就某一课题，自由地发表意见。学生在发表意见时，教师不对其正确性或准确性进行任何评价。采用这种教学方法，教师和学生可以讨论和收集解决问题的意见及建议。让每个小组都将本组设计的方案拿到班上全体讨论。通过集体讨论，集思广益，促使学生对设计方案产生自己的意见，通过同学间的相互讨论，从而获得大量的构思，经过组合和改进，达到创造性解决问题的目的。经过全班的集体讨论，最终确定完成二极管整流稳压电源的制作方案。每人填一份材料清单，经指导教师签字后，到实训室领工具材料，每人作一套稳压电源，自己完成焊接和调试。
3.注重课堂实际训练
为了更好地完成工作任务载体，必须进行基础训练。首先进行焊接训练。每个同学发一块电路板，进行焊接练习，由指导教师检查每位同学的焊接练习情况，重点检查焊接点是否光滑饱满，有无虚焊，堆焊等问题。为保证稳压电源能顺利调试，再用1学时进行常用仪器使用的练习，学生学会使用示波器，信号发生器，直流稳压电源进行测量和调试。以上是学习情境一课堂教学的组织过程。经过学习情境一的学习训练后，学生掌握了二极管的基本知识，稳压电源电路的设计、组装与调试，学会了元器件的焊接，二极管的识别与检测，掌握了产品组装与调试的基本技能，同时也学会了常用仪器仪表的使用。项目化教学过程中，充分调动了学生学习知识和动手操作的积极性，真正使学生成为教学过程中的主体，学生用学习到的相关理论知识，进行了实际电子产品的设计、组装和调试，培养了工作的基本方法和基本技能，为培养造就技术素质优秀的人才奠定了良好的基础。
二、考核评价体系是搞好项目教学的保障
1.采用考核表考核
为进一步提高考核的可操作性和准确性，建立详细的考核表进行项目教学课程的考核。考核包括形成性考核(学习态度，实习实训的报告等)和终结性考核(成果展示和技术说明书等)，考核表改掉过去考核内容过多、表格种类过多的缺点，只保留考核内容、评分标准、同学自评、小组互评、教师评价等内容，并做成一张表格，便于操作执行。教师参与课堂全过程管理，随时巡察考核记录表，并随机抽样考核部分同学，采取抓两头，带中间的办法，使考核具有可操作性，公平公正性。2.最终成绩的确定“电子技术”课程项目化教学最终成绩由以下几个方面确定:①各个学习情境中实际电子产品的制作。这项成绩通过考核表最终确定,占该门课程成绩的60%。②实训报告。为了使同学养成良好的撰写实训报告的能力，养成细心缜密的工作作风和观察实训过程、分析实训数据的工作能力，把每一个学习情境中的任务载体制作完成后，要求每个同学都要认真完成实训报告，并占总成绩的10%。③期末理论考核。让学生在掌握职业技能和培养职业素养的同时，更好地巩固所学的相关专业的理论知识，在学期末集中系统复习本学期所讲的相关理论知识，并进行理论考试，卷面成绩占课程总成绩的30%。
三、实训室开放是搞好项目化教学的措施
1.补充完成任务载体制作
部分同学在课堂上没有完成所作的项目载体，可以另外找时间到实训室完成。实训室上班时间是全部开放的，各个实训室都有实训指导教师进行辅导。
2.完成补充实验
项目化教学占用学时较多，有些基本的实验内容鼓励同学以小组为单位自己去实训室作实验。自己结合教材编写实验指导书，包括实验目的、实验方法、实验原理图的设计，实验所需的仪器设备及原材料等。由任课老师审阅签字后，送交实训室教师，学生利用业余时间去实训室完成实验任务。
3.实验的重要性
直流稳压电源设计总结范文5
一、转变观念，为创新教育铺路搭桥
创新教育是以继承为基础，以全面发展为目的，以培养学生创新精神和实践能力为价值取向的新型教育，“一切为了每一位学生的发展”为其核心理念。我们在教学过程中要更新教学理念。采用学生自学自悟、质疑讨论、主动探索，教师适当引导、点拨的教学方法，培养学生的创新精神。在学生自学的过程中，教师要以饱满的热情去激发学生的探索欲，要求学生不迷信课本，坚持独立思考，尽量依靠自己解决学习中遇到的问题。教学中教师不能把学生当作灌输知识的容器，更不能越俎代庖。积极倡导自主、合作、探索的学习方式，把自己的主动权交给学生，使学生真正成为学习的主体。使每个学生都能独立自主地学习，积极发展学生个性，发展学生思维，努力创设条件，激发学生创新。教师只有在观念上彻底转变，才能在备课、授课等方法上彻底改变，真正培养与时俱进的创新型人才。
二、鼓励质疑，培养学生的创新意识
古人云：“学起于思，思源于疑”，疑则诱发探索，只有探索才会发现真理。只有有了疑问，学习才会有主动性和创造性。爱因斯坦说：“提出一个问题，比解决一个问题更重要。因为解决问题也许需要的只是一些技能而已，而提出问题则是人创新思维活动的开始”。没有新问题就没有创新的思维活动，更谈不上创新性思维活动。例如，在讲解整流电路时，可以先讲各种电路的电流电压之间的关系，二极管在电路中的伏安特性。让同学们产生疑问，然后去主动寻求半波整流电路、桥式整流电路和变压器整流电路的结构和组成，分析总结各自的优缺点。课后根据对不同电路的特性的掌握，大胆地运用到自己想要实现的创意、发明中去。
三、结合生活实际，启发学生的创新动机
创新动机是激发并维持学生学习活动朝向一定目标的内在心理过程或内部唤醒状态。创新动机、创新目的、创新效果三者是紧密相关的。电工电子是和我们的生活联系非常紧密的一门学科，电工电子知识和规律涉及生活中的许多方面，因此电工电子教学不能仅局限于课堂，我们要引导学生利用电工电子知识分析和解决日常生活中碰到的一些实际问题。例如在课堂教学中讨论这样一个问题，要求同学们设计一个楼梯照明电路，要使用方便和节约电能。这是一个非常实际的问题，学生非常感兴趣，积极讨论，主动思考。有的采用双触开关，有的采用闸刀双掷双控，都能很好地满足布置的设计要求。开关的设计固然重要，但课堂中要结合现实生活中的节能理念，思考对照明灯具的选择，实现光照亮度和节能、使用方便的最佳组合。通过这种教学方法，学生体会到电工电子知识在生活、生产中的重要应用。通过这种教学方法激发了学习的动机，启发了学生从不同的角度思考和创新的动机。
四、创设学习情境，激发学生的创新激情
布鲁纳说过：“学习的最好刺激乃是对所学材料的兴趣”。兴趣是推动学生求知欲的强大的内在动力。一般来说，学生对电工电子产生了兴趣，就对电工电子知识产生了强烈的好奇心和求知欲，就能主动地学习，积极地思维，执著地去探索。因此，为了使学生能够积极主动地参与教学过程，教师所提出的问题必须是能让学生产生共鸣的，能激发起浓厚探索兴趣的问题。那么如何把那些平淡的、抽象的问题通过教师的构建变成一个个闪耀着智慧的火花呢？这就需要教师根据具体教学内容，精心设计恰当的问题情境，来激发学生的学习兴趣。基于电工电子学科的特点，只要我们教师用心设计，采取合适有效的教学方式，既有利于课堂的教学效果，又可以切实有效地激发学生的创新意识。在教学中采用先“做”后“学”，“学”后再“做”就是一种适宜的方式。例如提出“做一个直流稳压电源12 V”的任务，教师为学生提供一个3 V直流稳压电源原理图、所需器材以及完成任务的工艺流程卡片，学生装配出实物。教师可以结合电路实际向学生提出“电路原理是什么？元器件怎样选用？工艺流程卡中提出的相关要求目的是什么？”等一系列疑问，并让学生自己找出答案，学生利用网络、教材等查找资料获取相关知识解决疑问。再次，教师让学生自主设计、选材做出“12 V直流稳压电源”。最后，对学生完成任务的情况进行综合评价。
五、参与创新活动，提升学生的创新能力
直流稳压电源设计总结范文6
关键词：PLC S7-300 步进电机 运动控制 接线图
0 引言
作为执行机构，步进电机可以将电脉冲信号转换成角位移，被广泛用于数字控制等控制系统中。基于微处理器的PLC适用于工业环境，通过其内部存储器可执行逻辑运算、定时、计数等操作指令[1]。随着PLC功能不断升级，其强大的组态功能实现了程序的模块化和参数设置的可视化，降低了程序编制的复杂性和出错率，用微小型PLC构成的各种步进电机运动控制系统具有控制简单、运行稳定等特点[2]。若为PLC增加功能扩展模块，无疑会增加产品成本。鉴于这一原因，本文研究一种结合定时器和计数器作为脉冲发生器实现用PLC控制步进电机运动功能的方法。
1 系统的总体设计
系统整体工作流程图如图1所示[3]。
系统硬件按功能分为四个部分：可编程序逻辑控制器、驱动器、步进电机和直流稳压电源；系统程序设计部分则主要包括主程序、子程序、仿真调试、烧写部分。此系统的核心控制部分选用S7-300的PLC，因此，系统程序设计是此运动控制系统的核心。
2 硬件的选择与连接
所选用的设备主要有可编程序逻辑控制器、两相混合式步进电机、两相混合感应式步进电机驱动器、直流稳压电源、数字万用表和PC机等[4]，其运动控制系统原理图如图2所示。
在图2中，S7-300系列PLC的CPU模块选用CPU
314C-2DP；步进电机选用两相混合式57BYG H0408型，
可设置0.9°/1.8°两种步距角；选用的SJ-230M5型驱动器设置为2细分0.9°，相电流为2A；稳压直流电源提供的直流电压为24V，分别对PLC和驱动器提供直流电源，其中对于PLC连接驱动器模式，需在步进脉冲信号CP和方向电平信号DIR端上分别并联上1.8k的电阻以限流，为驱动器内部光耦提供8-15mA的驱动电流[5]。
3 系统程序设计
在此研究中，设定步进电机的运行过程为：启动正向慢速运行正向快速运行反向快速运行反向慢速运行停止，要求通过S7-300型PLC实现这一连续运动过程。
3.1 I/O地址分配 在进行程序设计之前，为了便于程序编写，需要对PLC系统的I/O信号进行地址分配，如表1所示。
3.2 系统程序编写 PLC是模块式结构，其程序编写可进行模块化，即将整个程序分为主程序和子程序两部分进行编写，以便调试与操作[3]。根据表1中I/O地址分配结果，进行程序编写。
3.2.1 主程序OB1。程序开始之后，首先进行初始化。初始化包括消除没有保持功能的位存储器、定时器和计数器，消除中断堆栈和块堆栈的内容，复位保存的硬件中断等。程序初始化之后，系统执行用户已编写程序的启动组织块OB1，完成用户设定的初始化操作，并对所用到的脉冲计数器进行初始化，然后调用步进电机运动控制工序步骤的子程序FC1。在主程序OB1中，由于步进电机驱动器的细分为2细分，则电机转子旋转一周所用脉冲数为400，故计数器C0-C3的脉冲计数值设定为400。
3.2.2 部分子程序FC1。根据闪烁电路产生脉冲序列的思想，利用定时器产生步进电机在不同工作方式下所需要的脉冲序列，然后按照控制开关状态输出到各相对应的输出点控制步进电机运动。
以正向慢速旋转到正向快速旋转为例，采用STL语言进行编写的部分子程序FC1如下：①正向慢速旋转。在正向慢速旋转程序中，应用到两个定时器（T1、T2）配合使用构成闪烁电路。首先对两个定时器进行合理的时间分配，取脉冲信号的高低电平宽度均为40ms，此时产生的脉冲序列作为慢速运行的驱动信号；然后，设置计数器的计数值为400；最后，由计数器C0的输出信号作为电机转速改变的一个控制信号。②正向快速旋转。在正向快速旋转程序中，应用到两个定时器（T3、T4）配合使用构成闪烁电路。首先对两个定时器进行合理的时间分配，取脉冲信号的高低电平宽度均为10ms，此时产生的脉冲序列作为快速运行的驱动信号；其它部分与正向慢速旋转部分程序相同。
4 实验结果与总结
首先对所编写的程序进行大量的仿真调试，当仿真结果基本达到预期目标时，再将程序烧写到S7-300型的PLC存储器中，在已搭建好的硬件电路中进行试验，以下即是仿真调试与试验运行中所观察并记录的结果，如图3所示。
对于两相步进电机，可以采用对A、B两相进行间歇通电的方式进行控制，由图3可知，宽脉冲是步进电机慢速运行的脉冲分配情况，而窄脉冲是步进电机快速运行的脉冲分配情况。通过记录步进电机在各种运行方式下的转速变化情况，可以绘制出步进电机的一个完整运行过程的速度变化图，如图4所示。由图4可知，步进电机的转速变化是直线上升或下降，这是由于314C-2DP型的PLC并没有使用加速度功能。
在工业控制系统中对步进电机进行控制时，常常会采用步进电机驱动器对其进行控制，此时可以考虑输出脉冲的频率以及步进电机的转向，而不用考虑各相的时序问题，因此，基于工业生产现场的条件下，为了获取比较稳定的脉冲序列，可以采用PLC作为脉冲发生器，该型控制器不仅控制程序简单，而且具有极强的抗干扰能力。
参考文献：
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[3]王滨生，孙晶.PLC在步进电机驱动系统中的应用[J].机床电器，2001（2）.
基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531524）。
