基于单片机的步进电机控制

《基于单片机的步进电机控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、燕山大学课程设计说明书燕山大学课程设计说明书题目：步进电机控制学院（系）：电气工程学院年级专业：09级检测一班学号：3学生姓名：杨龙指导教师：孟宗教师职称：副教授21燕山大学课程设计说明书目录摘要4引言4第一章步进电机的基本介绍51.1步进电机控制工作原理51.2结构51.3步进电机的优点6第四章系统硬件设计64.1总体设计64.2硬件设计7第五章系统软件设计95.1程序流程图95.2控制系统程序10第六章心得体会16参考文献1721燕山大学课程设计说明书课程设计（论文）任务书院（系）：基层教学单位：学号3学生姓名杨龙专业（班级）09检测一班设计题目步进电机控制设计技术参数完成基于单片机的步进

2、电机控制系统，能够有效地对步进电机转速，方向的控制。设计要求通过I/O口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过驱动芯片驱动步进电机，同时，用键盘来对电机的状态进行控制。工作量设计的内容满足课程设计的目的与要求，设计题目的难度和工作量适合学生的知识和能力状况，工作量饱满。工作计划查阅资料进行设计准备，设计硬件电路，编制程序，验证设计，转写任务书。参考资料1：单片微型计算机接口技术及应用张淑清国防工业出版社2：单片机原理及应用技术张淑清国防工业出版社3：单片机应用技术汇编指导教师签字孟宗基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年6月3

3、0日摘要21燕山大学课程设计说明书步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实

4、现步进电机的调速。在本设计方案中采用软件延时来控制转速，通过送控制字的顺序来改变电机转，实现电机调速与正反转的功能。本文的设计是通过8051单片机I/O口输出具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过驱动芯片驱动步进电机；同时，用键盘来对电机的状态进行控制。引言步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机，大型望远镜，卫星天线定位系统等等。随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步进电

5、机的运行性能提出了更高的要求。步进电机的原始模型起源于1830年至1860年，1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩弧灯的电极输送机构中，这被认为最早的步进电机。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到20世纪60年代后期，在步进电机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电机应运而生。步进电机往后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控

6、制性场合步进电机用得最多。第一章步进电机的基本介绍21燕山大学课程设计说明书1.1步进电机控制工作原理步进电机实际上是一个数字角度转换器，也是一个串行的数模转换器。步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4个方面。从结构上看,步进电机分为三相、四相、五相等类型,本次设计的是四相电机。四相步进电机的工作方式有单四拍、双四拍和单双八拍3种。在本次设计中，我们使用的是四相单四拍的工作方式。通过P1口给A,B,C,D四相依次输出高电平即可实现步进电机的旋转，通过控制两次输出的间隔，即可实现对步进电机的速度控制。1.2结构图1步进电机内部结构图如图1所示，步进电机分为转子和定子两

7、部分：1.定子：由硅钢片叠成的，定子上有6大磁极，每2个相对的磁极（Ｎ，S）组成一对，共有3对。定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3π、2/3π,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以π表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3π，C与齿3向右错开2/3π，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）。2.转子：由软磁材料制成，其外表面也均匀地分布着小齿,与定子