步进电机的控制课程设计报告【参考】.doc

总课程设计报告 题 目：步进电机的控制 专 业：电子信息工程 年 级： 2010级 学 号： 1010612043 学生姓名：张天桂 联系电话： 指导老师：黄杰  完成日期：2013 年 12 月 20 日步进电机的控制 摘 要 利用8051单片机STC89C51，集成芯片ULN2003以及电阻晶振等集成元件和分立元件，制作简易智能化的步进电机控制系统，实现基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。 关键词：8051单片机；；ABSTRACT Using 8051 microcontroller STC89C51, integrated chip ULN2003 resistance as well as integrated components such as crystals and discrete component, to make simple intelligent stepper motor control system, the implementation is based on 8051 single chip microcomputer of four phase stepper motor open-loop control system. After testing, the system achieve four phase stepper motor and reversing, stop, speed measuring and display speed level functions such as requirement, with high accuracy, the advantages of small volume, convenient control and flexible. Key Words:?8051 single chip microcomputer; ULN2003; Four phase stepper motor. . 目　录 摘 要 I ABSTRACT II 1 设计要求及方案选择 1 1.1设计要求 1 1.2方案选择 1 2 理论分析与设计 3 2.1步进电机原理及控制 3 2.2 设计原理分析 6 2.3 方案论证 9 3　电路设计 9 3.1 硬件电路的设计 9 3.2 软件的设计 14 4 系统测试 21 4.1调试所用的基本仪器清单 21 4.2调试结果与分析 21 5 总结 22 参考文献 23 附录 23 PCB图 23 实物图 24 1 设计要求及方案选择 1.1设计要求 （1）查阅资料，了解步进电机的工作原理； （2）通过单片机给步数控制电机的转动； （3）通过按钮可控制启停及正反转； （4）测量步进电机的转速； （5）所用到的电路板必须有作者的名字和学号。 1.2方案选择 1.2.1 步进电机控制方案 方案一：基于电子电路的控制 步进电机受电脉冲信号控制，电脉冲信号的产生、分配、放大全靠电子元器件的动作来实现。由于脉冲控制信号的驱动能力一般都很弱，因此必须有功率放大驱动路。步进电机与控制电路、功率放大驱动电路组成一体，构成步进电机驱动系统。此种控制电路设计简单，功能强大，可实现一般步进电机的细分任务。这个系统由三部分组成：脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路、功率放大驱动电路。系统组成如图1-1所示。 图　A→B→C→A，通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、CAB→BC→CA→AB，三相六拍的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A。 A→AB→B→BC→C→CA→A。如果按反序通电换相，即A→AC→C→CB→B→BA→A，则电机就反转。其他方式情况类似。 步进电机的速度控制 如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整送给步进电机的脉冲频率，就可以对步进电机进行调试。 步进电机的起停控制 步进电机由于其电气特性，运转时会有步进感。为了使电机转动平滑，减小振动，可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波，可以减小步进电机的步进角，跳过电机运行的平稳性。在步进电机停转时，为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑，则需采用合适的锁定波形，产生锁定磁力矩，锁定步进电机的转轴，使步进电机转轴不能自由转动。 步进电机的加减速控制 在步进电机控制系统中，通过实验发现，如