毕业设计（论文）开题报告-串行显示的步进电机单片机控制系统设计

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1、沈阳工业大学本科生毕业设计开题报告毕业设计题目：串行显示的步进电机单片机控制系统学院：工程学院专业班级：电气工程及自动化学生姓名：指导教师：2007年4月13日串行显示的步进电机单片机控制系统一、设计意义、任务要求及最后达到的目标1.课题的意义：现在很多领域中人们对电机的控制要求不只是转速和转矩，而是有了更高的要求。比如说打印机，绘图仪，机器人，等等设备要求能够控制电机转动的角度。在以前不论是支流电机还是交流电机都很难满足要求，而步进电机的特性使它完全满足要求。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取

2、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。凭借这些特性使得步进电机在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。我的这个设计就是要做一个步进电机的控制系统。我使用的是单片机来控制步进电机。单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是

3、微型计算机的一个重要分支。弹片机是二十世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、RAM、BOM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。二十世纪八十年代以来，弹片机发展迅速，出现了许多高性能新型机种，已经成为工厂自动化和各控制领域的支柱。我国开始使用单片机是在1982 年，短短五年时间里 发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开 发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用 协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，单片机应 用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机

4、”的搜 索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外 的。与它相应的专业杂志现在也有很多，比如由单片机界 的权威何立民主编的《单片机与嵌入式系统应用》杂志现 以风靡电子界，在2003年7月，91student.com（91 猎头 网）在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需 求报告中，单片机人才的需求量位居第一。一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑 或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输

5、出端口 （I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯 片上的微型计算机。 计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕 竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它 为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导 弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网 络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些 东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做 出来的产品不仅体积

6、大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单 片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只 是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达1—3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩 具厂等生产产品多数用到单片

7、机，并不断地辐射向内地。 所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。2.设计任务及要求：这个设计的主要任务是使用单片机控制步进电机的启动，加速，减速，停车等各种状态。3.课题达到的目的：步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移。通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，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）。而且调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，因此非常适合于单片机控制。通过读取显示器上显示的正、反转命令，转速和转动步数后步进电机转动，转动步数减为零

8、时停止转动。二、设计方案1.步进电机的特点步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80