单片机课程设计___步进电机的控制.docVIP

单片机课程设计 学校：安庆师范学院 院系：物理与电气工程学院 专业班级：自动化 姓名： 学号：080311152、 指导教师：杨伟 日期：2013/12/15 摘要 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取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。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电机的脉冲的频率来实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角来改变电机的转速，从而实现步进电机的调速。在本设计方案中采用AT89C51型单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率从而实现对步进电机的转速进行控制，实现电机调速与正反转的功能。 关键词：步进电机， 单片机， 调速系统 ，数码管，发光二极管。 目录 摘要 一、引 言 1 1.1 设计背景 1 1.2 设计要求 4 二、方案论证 6 2.1 方案的选择 6 2.2 方案的论证仿真与分析 8 三、硬件电路设计 9 3.1单片机模块原理图 9 3.3电机模块原理图 10 3.4 按键模块原理图 10 四、软件设计 11 4.1 流程图设计 11 4.2 汇编源程序 12 五、总结 19 六、参考文献 19 一、引言 1.1 设计背景 1.1.1、步进电机工作原理 一、步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机， 它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。 二、步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以200个励磁信号来计算，则每个励磁信号 前进1.8 度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。 三、步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁,其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁。图为步进电动机的控制等效电路，适应控制A、B、/A、/B 的励磁信号，即可控制步进电动机的转动。每输出一个脉冲信号，步进电动机只走一步。因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机连续转动。 四、28byj48是最普通的减速最大转速大概是14圈/分钟。要是节拍太快的话，就不动了，还有一点异响。这个型号的电机最适合用于学习，真正现实中用处不太大，无论是转速都不太理想，便宜。ULN2003是达林顿阵列，能用这个驱动的步进电机很少，而且受到电流限制，性能不理想。减速比为64的，都适合精密旋转，但要速度不。可以考虑以L298N驱动，然后28或者35步进电机（不带减速），稍微大一些，这样达到30或60转/分钟比较容易28BYJ48型步进电机是四相八拍电机，电压为DC5V～DC12V。当对步进电机按一定顺序施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号使得步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB），四相八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A） 步进电机时序表 步序 控制位 控制模型 工作状态 D C B A 1 0 0 1 1 03H AB 2 0 0 1 0 02H B 3 0 1 1 0 06H BC 4 1 0 0 04H C 5 1 1 0 0 0CH CD 6 1 0 0 0 08H D 7 1 0 0 1 09H DA 8 0 0 0 1 01H A 1.1.2、驱动ULN2003A工作原理 输入回路的电阻有差别,ULN2003是2.7k，ULN2004是10.5k。灵敏度也有差别,简单讲2003适于5v的TTL,2004适宜6-15v的CMOS。驱动灌入电流：500mA,在大型仪器仪表系统中,经常要用到伺服电机、步进电机、各种电磁阀、泵等驱动电压高且功率较大的器件。