毕业设计（论文）开题报告-基于单片机步进电机控制系统设计

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1、淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：张xx学号：XXXXXXXXXX专业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：基于单片机的步进电机控制系统的设计指导教师:xx2012年3月1日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1步进电机控制系统研究背景步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，步进电机区别于其他控制电机的最大特

2、点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。因此非常适合单片机控制。步进电机作为控制执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。以前的步进电机控制系统采用分立元件的控制回路，或者集成电

3、路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路，不利于系统的改进升级。基于微型单片机的控制系统则通过软件来控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力。因此，用微型单片机控制步进电机己经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展要求。2国内外研究步进电机控制系统概况我国数控机械和普通机床的微机改造中大多数均采用开环步进电机控制系统，为了适应一些领域中高精度定位和运行平稳性的要求，我国改革开放初期研究步进电机细分驱动技术，细分驱动是指在每次脉冲切换时，

4、不是将绕组的全部电流通入或切除，而是只改变相应绕组中电流的一部分，电动机的合成磁势也只旋转步距角的一部分。细分包括振荡器、环行分配器控制的细分驱动。另外还有基于单片机斩波恒流驱动、基于单片机的直流电压驱动三种常见驱动方式，除上述三种步进电机的驱动方案之外，目前报道的驱动方案还有根据汇编语言或C语言进行软件开发，通过串行或并行通行的方式实现毕业设计（论文）开题报告ｐｃ机与步进电机控制器之间的数据通信，最终实现由PC机直接控制步进电机的方法。国外对步进电机的研究一直很活跃。目前，国外对步进电机的控制

5、和驱动的一个重要发展方向是大量采用专用芯片，结果是大大缩小驱动器的体积，明显提高了整机的性能。比较典型的芯片有两类：一类芯片的核心是用硬件和微程序来保证步进电机实现合理的加减速过程，同时完成计长走步、正反转等。对于开环使用的步进电机，实现合理的加减速过程便可使其达到较高的运行频率而不失步或过冲。例如日本的ppmc101b便是这种芯片。采用这类专用集成电路可驱动3～5相电路，可选择励磁方式，转速精确，设定的转速范围宽、加减速的过渡时间及上升陡度可根据负载选定，此外还有单步运转和不同的停止方式。3步

6、进电机控制的发展趋势随着自动控制技术、计算机网络通信技术在众多领域中的进一步应用与发展以及数字化、智能化技术的日益发展，步进电机将会在更加深入广泛的领域中得以应用，并且其控制系统也将随之发展，尤其是智能化应用技术方向的发展将会成为步进电机下一阶段的发展趋势。4本课题的目的及研究内容、研究意义步进电机最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。目前，在数控生产等应用领域，有三分之二以上采用的是步进电机作为

7、伺服控制系统的控制电机的。因此，如何改善步进电机的控制方法以提高定位系统的定位精度，成为提高系统性能的关键所在。所以本项设计，通过AT89C51单片机及脉冲分配器(又称逻辑转换器)PMM8713完成步进电机各种运行方式的控制。实现步进电机在三拍、六拍工作方式下的正反转控制、无级调速控制等功能，cpu运行速度大为加快，提高了系统响应速度，能达到提高系统定为精度，减少响应时间，减小整体体积的目的，使得步进电机在开环控制系统里就能实现精确地控制，对改进数控机床的加工精度有重大意义。整个系统采用模块化设

8、计,结构简单、可靠,通过人机交互接口可实现各功能设置,操作简单,易于掌握。对于提高毕业设计（论文）开题报告工业精密定位技术，进行产品革新、扩大生产和提高良品率和国际经济竞争力有着重要的现实意义。采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法。用环形分配器代替软件控制，达到了对步进电机的最佳控制。系统中采用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动线路。由于单片机的强大功能，还可设计大量的外围电路，键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转、反转、档次、停止等功能，采用中断和查询相结合的方