基于PROTEUS的直流步进电机控制系统设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告电子信息工程基于PROTEUS的直流步进电机控制系统设计一、课题研究意义及现状Proteus软件是来自英国Labcenterelectronics公司的EDA工具软件，组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真，PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计统[1]。Proteus与其他单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。这样就弥补了实验和工程应

2、用间脱节的矛盾和现象。Proteus软件提供了大量的仿真设备和元器件，比如有30多个元件库，以及数千种数字和模拟元件，还包括各种单片机、常用逻辑电路，还有各种调试工具，如各种测试仪器：示波器、逻辑分析仪、串口终端、信号发生器等。各种显示设备，如模拟仪表、数字仪表、噪声与失真信号显示器等，各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，还有各种调试信号直流、交流、脉冲及各种变化信号[2]。基于Proteus的这些特点使用Proteus软件设计直流步进电机的控制系统不仅提高了设计效率还降低了设计成本和周期。步进电机又称脉冲电动机，是数字控制的一种执行元件。它是随着计算机控制

3、系统发展而发展起来的，利用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或者线位移的电动机[3]。步进电机区别于其他控制用途电机的最大特点是，它可接受数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移，因而本身就是一个完成数字模拟转化的执行元件。而且它能进行开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量。这样的增量位置控制系统与传统的直流伺服系统相比，其成本明显降低，几乎不必进行系统调整。因此，步进电机广泛应用于数控机床、机器人、遥控、航天等领域，特别是微型计算机和微电子技术的发展，使步进电机获得更为广泛的应用[4]。二、课题研究的主要内容和预期目

4、标（1）步进电机：步进电机是一种利用电磁铁的作用原理，将电脉冲信号变换成角位移或线位移的电动机。这种电动机每输入一个脉冲信号，它就转动一定的角度或前进一步，故又称为脉冲电动机[5]。（2）显示电路：显示电路为LCD显示。LCD能够显示电机转动时电机的转速以及正反转。（3）控制按键：通过控制按键能够实现调节电机转动时的速度以及电机的转反转[6]。（4）电机速度控制程序设计：该程序能够达到控制电机运行速度的目的。（5）电机转动方向控制程序设计：实现电机正反运转方向的转变。（6）Proteus软件仿真：仿真程序每个模块的运行和整体的运行，以便及时发现问题修改程序，使软件与硬件达

5、到完美结合。三、课题研究的方法及措施步进电机功率驱动单片机LCD显示键盘控制复位系统结构图1、显示电路：显示部分采用LM016L液晶显示模块，与采用数码管相比，硬件连接和软件调试上都有优势。只要把要显示的内容放进液晶模块的显示存储器里面就可以直观地显示出指定的内容[7-9]。2、控制按键：键盘采用独立式键盘，分别接到单片机的各接口而实现。通常按键所用的开关为机械弹性开关，因此机械触点断开、闭合时均会有一系列的抖动[10]。大多数采用的是用软件去除抖动。去除抖动的方法是用执行延时的方法等待电压稳定后再读取按键的状态。3、电机加减速控制：改变定时器的循环次数就可以实现步进电机

6、的加减速控制。4、电机正反转控制：步进电机正向转动时，单片机P0口输出序列，将单片脉冲反向输出即可实现步进电机的反向转动[10]。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年9月20至2010年5月18日。2010年9月20日至2010年10月1日：分析毕业设计题目，收集毕业设计相关资料；2010年10月8日至2010年10月20日：整理并分类毕业设计所需资料，进行初步资料阅读；2010年10月21日至2010年11月5日：设计系统的整体方案；2010年11月6日至2010年11月15日：完成外文翻译及文献综述；2010年11月16日至2010年12月1日：完成开题报告

7、，并准备开题答辩；2010年12月4日：完成开题答辩；2010年12月5日至2010年12月30日：设计电机速度控制程序及正反转控制程序；2011年1月3日至2011年1月22日：完成系统总程序并用Proteus仿真；2011年3月1日至2011年3月18日：步进电机与LCD的设计调试；2011年3月19日至2011年5月1日：撰写设计报告和论文；2011年5月2日至2011年5月18日：设计作品与毕业论文的完善。五、参考文献[1]康健，王国战，刘超，卢静.PROTEUS环境下步进电机的控制研究[J].湖南工程院报,2010，