内蒙古工业大学本科毕业设计
低、升速或降速、启动或停止都完全取决于脉冲的有无或频率的高低。控制器的方向信号决定步进电机的顺时针或逆时针旋转。通常，步进电机驱动器由逻辑控制电路、功率驱动电路、保护电路和电源组成。步进电机驱动器一旦接收到来自控制器的方向信号和步进脉冲，控制电路就按预先设定的电机通电方式产生步进电机各相励磁绕组导通或截止信号。控制电路输出的信号功率很低，不能提供步进电机所需的输出功率，必须进行功率放大，这就是步进电机驱动器的功率驱动部分。功率驱动电路向步进电机控制绕组输入电流，使其励磁形成空间旋转磁场，驱动转子运动。保护电路在出现短路、过载、过热等故障时迅速停止驱动器和电机的运行。本次毕业设计选择了研控科技生产的YKA2404MA驱动器。
图6 YKA2404驱动器
2.6.1 YKA2404MA驱动器简介
YKA2404MA是等角度恒力矩细分型高性能步进驱动器，驱动电压DC12-40V，采用单电源供电。适配电流在4.0A以下，外径42-86mm的各种型号的二相混合式步进电机。该驱动器内部采用双极恒流斩波方式，使电机噪音减小，电机运行更平稳；驱动电源电压的增加使得电机的高速性能和驱动能力大为提高；而步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动减半，使驱动器的发热可减少50%，也使得电机的发热减少。用户在脉冲频率不高的时候使用低速高细分，使步进电机运转精度提高，最高可达200细分，振动减小，噪声降低。
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图7 输入信号波形时序图
图8 驱动器接线示意图
2.6.2 引脚功能说明
＋：输入信号光电隔离，正端接+5V供电电源+5V-+24V均可驱动，高于+5V需接限流电阻
PU ：D2=OFF时为步进脉冲信号，D2=ON时为正向步进脉冲信号。下降沿有效，每当脉冲由高变低时电机走一步。输入电阻220Ω，要求：低电平0－0.5V，高电平4－5V，脉冲宽度>2.5us。
DR ：D2=OFF时为方向控制信号，D2=ON时为反向步进脉冲信号。用于改变电机转向。输入电阻220Ω，要求：低电平0－0.5V，高电平4－5V，脉冲宽度>2.5us。
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MF：电机释放信号。有效（低电平）时关断电机线圈电流，驱动器停止工作，电机处于自由状态。
+V和-V:电源正极和负极，接直流12V-40V。
AC、BC、+A、-A、+B、-B:接步进电机
2.7刀具与固态继电器
本次设计的自动均质机的基本要求是一次性对5行7列的35个试管均值，所以本次要求刀架上有五把刀具可以同时工作。在本次设计中选用了TH-115均质机5个，如图9。
图9 TH-115均质机及其参数
固态继电器（Solid State Relay,缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。
本次设计选用库顿电子科技（上海）有限公司生产的KSA 240D2 固态继电器。如（图2.6.2） KSA为一组常开型交流固态继电器，体积小的同时内置散热片，且不影响性能，具有耐高浪涌电流的能力，适用于电磁阀、电机、白炽灯等的控制，输入为直流控制，分5VDC、12VDC、 24VDC三种规格，输入和输出之间光电隔离，输出形式有交流过零型和交流随机型两种。
图10 KSA 240D2固态继电器
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第三章 系统整体设计图
3.1 系统原理图
根据系统所要实现的功能，以及主要元器件的选择，对硬件电路的进行设计。原理图的制作是在软件protel99se的环境下完成的。
图11 系统电路图
3.2 单片机最小系统的设计
单片机最小系统也就是最小应用系统，是指最少的元件组成单片机可以工作的系统。通常最小系统包括单片机、晶振电路和复位电路。如（图12）。
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