微机原理课设步进电机设计.doc

学 号： 0120911360218 课 程 设 计 题 目 步进电机 学 院 自动化学院 专 业 自动化 班 级 自动化0902班 姓 名 指导教师 徐小强 2012 年 1 月 12 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 自动化0902 指导教师： 徐小强 工作单位： 自动化学院 题 目: 步进电机 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04日----1月05日 查阅资料及方案设计 1月06日----1月08日 编程 1月09日----1月10日 调试程序 1月11日----1月12日 撰写课程设计报告 1月13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。其种类比较多，分为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应子式3种形式 。它主要用于数字控制系统中，精度高，且运行可靠。步进电动机目前已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。因此可知，步进电机在现代控制领域中起着非常重要的作用。 本次设计中，要求使用8086CPU作为主控制器，通过与外部接口芯片的配合工作，以实现控制步进电机的启动、停止、正转、反转等功能。设计要求为，通过编写正确的汇编程序，并使用仿真软件PROTEUS进行该控制系统的仿真。 关键字： 步进电机 控制 PROTEUS 仿真 汇编程序 目录 1设计基础分析 3 1.1 步进电机 3 1.2 8086CPU 4 1.3 设计方案 5 2接口芯片及电路连接 5 2.1 8086CPU周边配置 6 2.2 8284A时钟驱动电路 7 2.3 74LS373锁存器电路 8 2.4 74LS138译码电路 9 2.5 8255A并行接口电路 11 2.6 四独立键盘接线图 13 2.7 ULN2003电机驱动电路 14 2.8 步进电机接线图 15 3软件方案 16 3.1 软件设计原理分析 16 3.2 代表性程序段及其分析 17 3.3 软件设计流程图 18 4仿真结果 19 心得体会 20 参考文献 21 附录一：步进电机仿真总电路图 22 附录二：系统程序 23 步进电机 1设计基础分析 1.1 步进电机 步进电机（stepping motor ）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。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。 它主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。 因此可知，步进电机在现代控制领域中起着非常重要的作用。 步进电动机分为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。 磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应子式3种形式。永磁感应子式步进电动机又称混合式步进电动机。是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合，并兼有两者的优点。 这里着重介绍永磁感应子式步进电动机。 感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在