舞蹈机器人步进电机驱动电路和程序设计
摘 要:介绍了舞蹈机器人步进电机驱动电路和程序设计。电路采用 74373 锁存 ,74LS244
和 ULN2003作电压和电流驱动 , 单片机 AT89C52作工作脉冲序列信号发生器。程序设计基于中断
服务和总线分时复用方式 , 实时更新各个电机的速度和方向。
关键词 :单片机 , 中断服务 , 速度累加计数器 , 归一化速度
在中国科大首届机器人舞蹈比赛中(中央 10 台节目转播) , 我们用一个单片机控制多个步
进电机指挥跳舞机器人的双肩、双肘和双脚伴着音乐做出各种协调舒缓充满感情的动作 , 荣获一
等奖。电路采用 74373 锁存 ,74LS244 和 ULN2003 作电压和电流驱动 , 单片机( Atc52 )作脉冲序
列信号发生器。程序设计基于中断服务和总线分时利用方式 , 实时更新各个电机的速度、方向。
整个舞蹈由运动数据所决定的一截截动作无缝连接而成。
1 步进电机简介
步进电机根据内部线圈个数不同分为二相制、三相制、四相制等。本文以四相制为例介绍
其内部结构。图 1 为四相五线制步进电机内部结构示意图。
2 四相五线制步进电机的驱动电路
电路主要由单片机工作外围电路、信号锁存和放大电路组成。我们利用了单片机的 I/O 端
口, 通过 74373 锁存 , 由 74LS244 驱动 ,ULN2003 对信号进行放大。 8 个电机共用 4bit I/O 端口作
为数据总线 , 向电机传送步进脉冲。每个电机分配 1bit 的 I/O 端口用作 74373 锁存信号 , 锁存步
进电机四相脉冲 , 经 ULN2003放大到 12V驱动电机运转。