微机原理课程设计报告--步进电机设计.docx

课程设计任务书题 目:步进电机设计初始条件：用汇编语言设计一个步进电机的控制，在Proteus仿真环境下完成，功能上实现步进电机的基本功能。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.通过键盘控制步进电机的启动和停止，正转和反转；2. 编制完整的程序并调试；3．撰写符合学校要求的课程设计说明书，内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。时间安排：1. 1月4日----1月5日 查阅资料及方案设计1月5日----1月8日 编程1月9日----1月11日调试程序1月12日----1月13日撰写课程设计报告1月14日上午准备答辩，下午正式答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日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。步进电机转动控制是通过操作实现电机的加速减速正转与反转,广泛用于现实社会生活生产中，如高楼中的电梯，工厂中的机床。因此，研究步进电机转动控制，有着非常现实的意义。本课程设计报告通过步进电机的基本介绍、系统的软硬件设计（包括最小系统介绍、接口电路设计、延时程序设计、步进电机的驱动程序设计等几个主要模块）、完整的汇编语言程序等，我们完成了对步进电机系统的设计，并完成了相应的任务，如正转、反转、启动停止等，使我们进一步掌握了汇编语言，也使我们能很好的把书本上的知识与实践相结合，大大提高了我们的动手能力。关键字：步进电机；8086CPU；8255可编程I/O接口芯片；8253可编程定时/计数器；74LS138译码器；汇编语言 步进电机控制设计第一章 设计要求与思路1.1、设计的目的与要求设计目的：用汇编语言设计一个步进电机的控制，在Proteus仿真环境下完成，功能上实现步进电机的基本功能。设计要求：通过键盘控制步进电机的启动和停止，正转和反转；编制完整的程序并在Proteus仿真环境下进行调试；撰写符合学校要求的课程设计说明书，内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。1.2、设计思路与构想 本步进电机控制系统通过两个键盘来控制步进电机的正传和反转，当K0接通，即K0=0时，步进电机顺时针旋转，旋转的角度取决于K0接通时间长短，接通时间越长，旋转角度越大，当K1接通，即K1=0时，步进电机逆时针旋转，旋转角度同样取决于键盘接通时间长短。第二章 系统概述步进电机控制原理介绍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。2.1、步进电机的控制原理步进电机2 个相邻磁极之间的夹角为 60°。线圈绕过相对的2 个磁极 ,构成一相 A-A′,B-B′,C-C′。磁极上有5 个均匀分布的矩形小齿 ,转子上没有绕组 ,而有 40 个小齿均匀分布在其圆周上 ,且相邻2 个齿之间的夹角为9°当某组绕组通电时 ,相应的 2 个磁极就分别形成N-S极 ,产生磁场 ,并与转子形成磁路。如果这时定子的小齿与转子没有对齐 ,则在磁场的作用下转子将转动一定的角度 ,使转子齿与定子齿对齐 ,从而使步进电机向前“走”一步。2.2 步进电机的控制方式如果通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流 ,就可以控制电机的转动 ,从而实现数字→角度的转换。转动的角度大小与施加的脉冲数成正比 ,转动的速度与脉冲频率成正比 ,而转动方向则与脉冲的顺序有关。以三相步进电机为例 ,电流脉冲的施加共有3 种方式。1 单相三拍方式按单相绕组施加电流脉冲 :→A→B →C→正转; →A→C→B →反转。2 双相三拍方式按双相绕组施加电流脉冲 :→AB →BC→CA→正转; →AC→CB →AB →反转。3 三相六拍方式单相绕组和双相绕组交替施加电流脉冲 : →A→AB →B →BC→C→CA →正转; →A→AC→C→CB →B →BA→反转。单相三拍方式的每一拍步进角为3°,三相六拍的步进角则为1.5°,因此 ,在三相六拍下,步进电机的运行反转平稳柔和,但在同样的