步进电机转速实时控制课程设计1资料.docVIP

微机原理 课程设计报告 题 目 步进电机转速实时控制 学 院 专 业 学生姓名 学 号 年级 指导教师 职称 二〇 年 月 步进电机转速实时控制 摘要：本设计采用电压为DC12V的四相八拍35BYJ46型步进电机，以8255A作为8086并行输出接口，并通过编写汇编语言控制8255A的A口，进而控制步进电机转速状态。通过输入预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。转向可以通过查表来实现，以逐次递增方向查表，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转。转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。 关键词：步进电机;8255A;控制 目 录 第1章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 选题的目的和意义 1 1.3 本课程设计的主要内容 2 第2章 步进电机转速实时控制 3 2.1 设计方案 3 2.2 硬件系统基本原理 3 2.2.1 步进电机35BYJ46 3 2.2.2 可编程并行接口芯片8255A 6 2.3 系统软件 8 2.3.1 软件框图 8 2.3.2 程序代码 10 第3章 结束语 15 参考文献 17 步进电机已被广泛地应用并且其应用前景十分乐观，因此学习和掌握步进电机是非常必要的。但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此通过运用所学的专业知识，掌握四相步进电机接口电路原理和步进电机正、反转工作原理以及转速控制原理，设计出相应硬件电路和软件实现对四相步进电机的实时控制，达到加深对所学知识的理解和掌握，运用所学的理论和方法进行实践、解决问题和认识步进电机、简单控制步进电机的目的。 1.3 本课程设计的主要内容 1）阐述步进电机与8255A的接口电路原理。 2）编写出使步进电机低速正、反转和高速正、反转以及显示转速状态的程序。 3）在实验箱上调试程序，达到所设计的结果。 第2章 步进电机转速实时控制 2.1 设计方案 本设计采用电压为DC12V的四相八拍步进电机35BYJ46型电机，用ULN2003作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8086并行输出接口，8086对步进电机的控制信号则通过8255A送到ULN2003 通过输入预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。转向与转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。 35BYJ46 1）四相步进电机励磁线圈及其励磁顺序 本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励磁顺序如图2-1和表2-1所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 5 + + + + + + + + 4 - - 3 - - - 2 - - - 1 - - - 2）四相步进电机驱动原理 四相步进电机示意图见图2-2，电气连接图见图2-3，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由四组绕组构成。 图 2-3 电气连接示意图 当S1连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为N极，远离转子为S极的磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地S1、S4的送电次序，就能控制转子旋转的方向。 例如：若送电的顺序为S1闭合→断开→S2闭合→断开→S3闭合→断开S4→闭合→断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转如图2-4。 若送电的顺序为S4闭合→断开→S3闭合→断开→S2闭合→断开→S1闭合→断开，周复始的循环，则电机就逆时针旋转。 也可以通过给定子依次发脉冲的方式来驱动电机，如图2-5所示，依次给定子1，定子2，定子3，定子4发送脉冲，这样循环下去电机就会顺时针旋转 图2-5 8255A发出脉冲驱动电机 步进电机与8255A接口关系 8255A 1）8255A简介 Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输