单片机控制步进电机的系统论文

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1、单片机控制步进电机的系统毕业论文目录1绪论11.1技术概述11.2本课题的背景和意义31.3本设计完成的工作32单片机控制步进电机系统简介42.1单片机系统概述42.2AT89S52功能概述42.2.1引脚功能说明:42.2.2时钟振荡器72.3步进电机概述73常用软件基础知识93.1C语言程序设计概述93.1.1C语言出现的历史背景93.1.2C语言的特点103.2Keil编译器软件简介133.2.1使用Keil软件建立一个工程133.3STC-ISP软件介绍173.3.1程序烧写过程：184系统概述及设计204.1整体结构204.2系统作用204.3系统应用20II5硬件设

2、计225.1硬件设计原则225.2MCU最小系统电路设计225.2.1复位电路设计235.2.2时钟电路设计235.2.3上拉电阻的作用245.3L298N驱动电路设计245.3.1L298N芯片简介245.3.2MAX-232电路设计255.3.3MAX-232芯片简介255.4键盘的电路设计265.4.1键盘的特性265.4.2按键的确认265.4.3键盘的工作方式266软件设计286.1程序模块286.1.1中断模块29结论31致谢32参考文献33附录A资料翻译34A.1英文资料34A.2中文译文43附录B程序源码50附录C系统总体电路图54附录D实物图55II沈阳理工大

3、学学士学位论文1绪论1.1技术概述在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。因此对电动机的控制变得越来越重要了。电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术化。步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。通俗地说:当步进驱动器接收到一

4、个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR)、永磁式步进电机(PM),混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.50;反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.50，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式

5、和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8“而五相步进角一般为0.720。这种步进电机的应用最为广泛。步进电机的一些基本参数:电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.90/1.80(表示半步工作时为0.90、整步工作时为1.80)，这个步距角可以称之为“电机固有步距角”，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数:56沈阳理工大学学士学位论文是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步

6、距角也不同，一般二相电机的步距角为0.90/1.80、三相的为0.750/1.50、五相的为0.360/0.720。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则“相数”将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2Nm的步进电机，在没有特殊说

7、明的情况下是指保持转矩为2Nm的步进电机。步进电机的一些特点:a.一般步进电机的精度为步进角的3%--5%，且不累积。b.步进电机外表允许的最高温度。c.步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲，磁性材料的退磁点都在130C以上，有的甚至高达200C以上，所以步进电机外表温度80C-90C完全正常。d.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。e.当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动