步进电机实验报告步电机实验报告.docVIP

北 华 航 天 工 业 学 院 课程设计报告（论文） 课程名称： 微机控制技术课程设计 设计课题： 步进电机的控制系统 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 2013年06月11日 北华航天工业学院电子工程系 微机控制技术 课程设计任务书 姓 名： 专 业： 班 级： 指导教师： 职 称： 教授 时 间： 2013.6.11 课程设计题目：步进电机的控制系统 设计步进电机单片机控制系统，其功能如下： 1．具有对步进电机的启停、正反转、加减速控制；? 2．控制按钮分别为正转、反转、加速、减速、以及停止键；??? 3．能够通过三位LED数码管（或液晶显示器）显示当前的转动速度，并且由两只不同颜色的发光二极管分别指示正转和反转，因此可以清楚的显示当前转动方向和转速； 4．要求每组选择的步进电机控制字不同； 5．用单片机做控制微机； 应用软件：keil protues 成果验收形式： 课程设计的仿真结果 课程设计的报告书 参考文献： 【1】张家生. 电机原理与拖动基础【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006. 【2】马淑华，王凤文，张美金. 单片机原理与接口技术【M】.北京：北京邮电大学出版社，2007. 【3】顾德英，张健，马淑华.计算机控制技术【M】. 北京：北京邮电大学出版社，2006. 【4】张靖武，周灵彬. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真【M】. 北京：电子工业出版社，2007 时间 安排 第16周 指导教师 教研室主任： 2013年 06 月 11日 内 容 摘 要 步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、I/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分频器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动，随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，自六十年代初期以来，步进电机的应用得到很大的提高。 关键词：步进电机 单片机 数码管显示 目 录 一 步进电机原理及硬件和软件设计 ………………………………………1 1.1步进电机原理及控制技术……………………………………………1 1.2总体设计方框图………………………………………………………3 1.3设计原理分析…………………………………………………………3 1.3.1元器件介绍………………………………………………………3 1.3.2方案论证…………………………………………………………5 1.3.3硬件设计…………………………………………………………6 1.3.4软件设计…………………………………………………………10 1.3.5源程序（C语言程序）…………………………………………14 二 总结………………………………………………………………………18 三 参考文献…………………………………………………………………18 1.步进电机原理及硬件和软件设计 1.1步进电机原理及控制技术 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一步进电机控制驱动器，典型步进电机控制系统如图1所示:控制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