单片机控制步进电机13747.docVIP

2012~2013学年 第学期 《》课 程 设 计 报 告 题 目： 专 业： 班 级： 姓 名： 付文涛、贾少华 指导教师： 周珍艮 电气工程系 2012年月日《》任务书 课题名称 指导教师（职称） 周珍艮（副教授） 执行时间 201～201学年第学期 第周 学生姓名 学号 承担任务 卢大卫 1009131044 总方案的设计 徐磊 1009131080 仿真调试 吴冬冬 1009131070 时钟产生及复位电路设计 付文涛 1009131020 按键电路设计 贾少华 1009131026 步进电机的驱动的设计 设计目的 设计要求 电机运转的时候有正转和反转指示灯指示。 电机在运转过程中，如果过热，则电机停止运转，同时 红色指示灯亮，同时警报响。 摘 要 关键词： 目 录 《单片机原理与应用》任务书 Ⅰ 摘 要 目 录 Ⅲ 第1章 单片机控制步进电机原理 1 第2章 详细设计方案 2 2.1 实现方法 2 2.2 模块设计 4 2.2.1 步进电机的驱动 4 2.2.2 按键电路设计 4 2.2.3 时钟产生及复位电路 5 2.3 主程序流程图图 6 第3章 调试 7 3.1 Proteus仿真软件 7 3.2 调试步骤及方法 7 3.3 仿真图 8 3.4 实验结果及分析 8 总结 9 参 考 文 献 10 附 录1（源程序） 11 附 录2（系统原理图） 18 附 录3（器件清单） 19 第1章原理 “三相单三拍”中的“三相”指定子有三相绕组；“拍”是指定子绕组改变一次通电方式；“三拍”表示通电三次完成一个循环。“三相双三拍”中的“双”是指同时有两相绕组通电）。 （1）三相单三拍运行方式：下页图所示为反应式步进电动机工作原理图，若通过脉冲分配器输出的第一个脉冲使A相绕组通电，B,C相绕组不通电，在A相绕组通电后产生的磁场将使转子 上产生反应转矩，转子的1、3齿将与定子磁极对齐，如果图（a）所示。第二个脉冲到来，使B相绕组通电，而A、C相绕组不通电；B相绕组产生的磁场将 使转子的2、4齿与B相磁极对齐，如图（b）所示，与图（a）相比，转子逆时针方向转动了一个角度。第三个脉冲到来后，是C相绕组通电，而 A、B相不通电，这时转子的1、3齿会与C组对齐，转子的位置如图（c)所示，与图（b)比较，又逆时针转过了一个角度。 图1.1 反应式步进电机工作原理图 当脉冲不断到来时，通过分配器使定子的绕组按着A相--B相--C相--A相……的规律不断地接通与断开，这时步进电动机的转子就连续不停地一步步的逆时 针方向转动。如果改变步进电动机的转动方向，只要将定子各绕组通电的顺序改为A相--C相--B相--A相，转子转动方向即改为顺时针方向。 单三拍分配方式时，步进电动机由A相通电转换到B相同点，步进电动机的转子转过一个角度，称为一步。这时转子转过的角度是30度。步进电动机每一步转过的角度称为步距角。 （2）三相双三拍运行方式三相双三拍运行方式：每次都有两个绕组通电，通电方式是AB--BC--CA--AB……，如果通电顺序改为AB--CA--BC--AB……则步进电机反转。双三拍分配方式时，步进电动机的步距角也是30度 （3）三相单，双六拍运行方式：三相六拍分配方式就是每个周期内有六个通电状态。这六中通电状态的顺序可以使A--AB--B--BC--C--CA--A……或者A-- CA--C--BC--B--AB--A……六拍通电方式中，有一个时刻两个绕组同时通电，这是转子齿的位置将位于通电的两相的中间位置。在三相六拍分配 方式下，转子每一步转过的角度只是三相三拍方式下的一半，步距角是15度。 单三拍运行的突出问题是每次只有一相绕组通电，在转换过程中，一相绕组断电，另一相绕组通电，容易发生失步；另外单靠一相绕组通电吸引转子，稳定性不好，容易在平衡位置附近震荡，故用的较少。 双三拍运行的特点是每次都有两相绕组通电，且在转换过程中始终有一相绕组保持通电状态，因此工作稳定，且步距角与单三拍相同。 六拍运行方式转换时始终有一相绕组通电，且步距角较小，故工作稳定性好，但电源较复杂，实际应用较多。 第2章 详细设计方案 2.1 实现方法 步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。即步进电机是将电脉冲信号转换为机械角位移的执行元件。步进电机的控制可以用硬件，也可以用软件通