步进电机的驱动系统的设计.doc

山东交通学院 （步进电机的驱动系统的设计） 课程设计说明书 系（部）： 信息科学与电气工程 班 级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 时间：2011年12月26日 到 2011年 12月30日 课 程 设 计 任 务 书 题 目 步进电机驱动系统的设计 系 (部) 信息科学与电气工程学院 专 业 班 级 学生姓名 学 号 12 月 26 日至 12 月 30 日 共 1 周 指导教师(签字) 系 主 任(签字) 2011年 12 月 30日 一、设计内容及要求 利用ULN2003等实现步进电机的驱动，并能调整步进电机速度并实时显示。 二、设计原始资料 单片机原理及应用教程范立南2006年 1月 单片机原理及应用教程刘瑞新2003年07月? 三、设计完成后提交的文件和图表 1．计算说明书部分 1）方案论证报告打印版或手写版 2）程序流程图 3）具体程序 2．图纸部分： 具体电路原理图打印版 四、进程安排 教学内容 学时 地点 资料查阅与学习讨论 1天 单片机实验室 分散设计 1天 单片机实验室 编写报告 2天 单片机实验室 成果验收 1天 单片机实验室 五、主要参考资料 《电子设计自动化马建国、孟宪元 指导老师成绩 答辩小组成绩 总成绩 目录 摘要 7 一、 系统方案 8 1、元件介绍 8 二、 实验原理 9 1、步进电机原理 9 2．三相六拍环形脉搏冲分配器 10 三、 源程序 18 四、 结果分析与总结 20 五、 主要参考资料 21 摘要 本次课程设计主要基于试验台的步进电机控制的设计。主要使用AT89C51芯片以及ULN2003驱动芯片等来驱动步进电机，主要通过脉冲的输入顺序来控制步进电机的正反转，通过延时来控制步进电机的转速，软件部分采用了汇编语言编写程序代码，通过判断 ，跳转，循环，延时等基本技术实现。 关键词： Keil Proteus 步进电机 AT89C51 ULN2003 系统方案 1、元件介绍 本实验用到了AT89C51.ULN2003、步进电机等主要芯片。实验的主要过程是通过按键的扫描和串口程序的输入，根据输入值得不同来设置不同的数值。然后通过8255输出不同的电压来控制不进电机的转速 通过8253设置延时中断，以每一步中间的延时来控制转动速度。 LED模块的功能是显示步进电机的速度。 此次试验主要分为软件设计和硬件设计两方面来实施，在掌握步进电机的原理之上来了解硬件电路，再通过汇编语言的编程和串口的功能扩展实现外部串口的软件通信。 2、流程图如图1所示、 图1、试验流程图 实验原理 1、步进电机原理 电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一，例如在机械装置中可以用丝杠把角度变为直线位移，也可以用步进电机带螺旋电位器，调节电压或电流，从而实现对执行机构的控制。步进电机可以直接接收数字信号，不必进行数模转换，用起来非常方便。步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点，因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。 步进电机实际上是一个数字/角度转换器，三相步进电机的结构原理如图所示。从图中可以看出，电机的定子上有六个等分磁极，A、A′、B、B′、C、C ′，相邻的两个磁极之间夹角为60°，相对的两个磁极组成一相（A-A′，B-B′，C-C′），当某一绕组有电流通过时，该绕组相应的两个磁极形成N极和S极，每个磁极上各有五个均匀分布矩形小齿，电机的转子上有40个矩形小齿均匀地分布的圆周上，相邻两个齿之间夹角为9°。 当某一相绕组通电时，对应的磁极就产生磁场，并与转子形成磁路，如果这时定子的小齿和转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子和定子的齿相互对齐。由此可见，错齿是促使步进电机旋转的原因。 三相步进电机结构示意图 例如在三相三拍控制方式中，若A相通电，B、C相都不通电，在磁场作用下使转子齿和A