基于单片机步进电机.doc

目　录 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc436427102 1. 设计要求 PAGEREF _Toc436427102 \h 1 HYPERLINK \l _Toc436427103 2. 步进电机控制系统设计 PAGEREF _Toc436427103 \h 1 HYPERLINK \l _Toc436427104 2.1 步进电机的原理 PAGEREF _Toc436427104 \h 1 HYPERLINK \l _Toc436427105 2.2环形脉冲分配器 PAGEREF _Toc436427105 \h 4 HYPERLINK \l _Toc436427106 2.3 续流电路 PAGEREF _Toc436427106 \h 5 HYPERLINK \l _Toc436427107 2.4 步进电机驱动电路 PAGEREF _Toc436427107 \h 7 HYPERLINK \l _Toc436427108 2.5 步进电机的变速控制 PAGEREF _Toc436427108 \h 9 HYPERLINK \l _Toc436427109 3. 控制系统硬件设计 PAGEREF _Toc436427109 \h 11 HYPERLINK \l _Toc436427110 3.1硬件系统设计原则 PAGEREF _Toc436427110 \h 11 HYPERLINK \l _Toc436427111 3.2 控制系统组成 PAGEREF _Toc436427111 \h 11 HYPERLINK \l _Toc436427112 3.3 控制系统接口电路的设计 PAGEREF _Toc436427112 \h 12 HYPERLINK \l _Toc436427113 3.4控制系统整体电路设计 PAGEREF _Toc436427113 \h 14 HYPERLINK \l _Toc436427114 4. 控制系统软件设计 PAGEREF _Toc436427114 \h 14 HYPERLINK \l _Toc436427115 4.1软件系统设计原则 PAGEREF _Toc436427115 \h 14 HYPERLINK \l _Toc436427116 4.2步进电机控制系统功能设计 PAGEREF _Toc436427116 \h 15 HYPERLINK \l _Toc436427117 4.3 主程序设计 PAGEREF _Toc436427117 \h 15 HYPERLINK \l _Toc436427118 4.4 显示程序设计 PAGEREF _Toc436427118 \h 19 HYPERLINK \l _Toc436427119 5. 结论 PAGEREF _Toc436427119 \h 19 HYPERLINK \l _Toc436427120 参考文献 PAGEREF _Toc436427120 \h 20 1. 设计要求 1.?采用AT89C51单片机，完成对步进电机转速、方向的控制；? 2.?运用功能指令进行单片机控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；?? 3.?程序结构与控制功能自行创新设计；? 4.?进行系统调试，实现步进电机的控制要求。 5.?给出电路原理图和软件程序源代码清单。 2. 步进电机控制系统设计 2.1 步进电机的原理 反应式步进电机的工作原理是与反应式同步电机一样，也是利用转子横轴磁阻与直轴磁阻之差所引起的反应转矩而转动，定子铁心为凸极式，共有三相，六个磁极，不带小齿，磁极上装有控制绕组，相对的两个磁极串联连接，组成一相控制绕组。转子用软磁材料制成，也是凸极结构，只有两个齿，齿宽等于定子的极靴宽。由于步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，它不能直接接到交直流电源上，而必须使用专业设备—步进电机控制驱动器。 步进电机控制驱动器可以发出脉冲频率从几赫兹到几千赫兹可以连续变化的脉冲信号，它为环形分配器提供脉冲序列，环形分配器的主要功能是把来自控制环节的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动，环形分配器主要有两大类：一类是用计算机软件设计的方法实现环形分配器要求的功能，通常称软环形分配器。另一类是用硬件构成的环形分配器，通常称硬环形分配器。功率放大器主要对环形分配器的较小输出信号进行放大，以达到驱动步进电机的目的，步进电机的基本控制包括转向控制和速度控制两个方面。从结构上看，步进电机分为三相单三拍、三相双三拍和三相六拍三种。 2.1.1 三相