小型四相步进电机驱动_电子/电路_工程科技_专业资料。微机原理与接口技术 课程设计 题 班 目: 级: 小型四相步进电机驱动 机械类 11206 姓 名: 同组者 : 机械工程与自动化学院 I 基于单片机的步进电机升降频控制 摘 要 步进电

　　微机原理与接口技术 课程设计 题 班 目: 级: 小型四相步进电机驱动 机械类 11206 姓 名: 同组者 : 机械工程与自动化学院 I 基于单片机的步进电机升降频控制 摘 要 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收 到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称 为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制 脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉 冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可 以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为 ）的特点， 广泛应用于各种开环控制。 由于步进电机是靠输入脉冲来控制其运转的，本文采用单片机来控制步 进电机。单片机将各种功能部件集成在一块芯片上，可靠性和抗干扰能力比 较强，其输出的高低电平易于实现对步进电机的控制。采用单片机控制既能 减少硬件开销，也克服了硬件设计中一些元器件不能灵活变动和容易 变值的 缺点。 大量实践证明，对于不同功率的步进电机，简单统一的直线升频技术， 不能够让电机工作在效率状态下，本设计采用程序控制的指数曲线升降 频，能够方便地与不同电机的机械特性很好地适配，减少电机升降频所用的 时间，提高生产效率。 本次设计使用 AT89C51 单片机产生脉冲信号来控制 35BY48S03 型步进电 机的运行。在升降频过程中，我们专门设计了一个数据区，这个数据区中的 数据确定了电机在升降频过程中按指数曲线规律变化。我们改变电机时，只 要根据电机的特性改变数据区的一些数据，即可使曲线很好的与电机适配。 该方法能使电机以较高的效率运行。 关键词 ：步进电机，单片机，升降频，步长 II 目 前 录 言 ................................................. 1 §1.1 步进电机工作原理及分类 ................................ 2 §1.2 步进电机的各种指标术语 ................................ 3 §1.2.1 静态指标术语 .................................... 3 §1.2.2 动态指标及术语 .................................. 3 §1.4 单片机控制步进电机的升降频 ........................... 6 第 1 章 步进电机简介 .................................... 2 第 2 章 步进电机控制系统硬件电路 ........................ 8 §2.1 单片机及其外围电路介绍 ............................... 8 §2.1.1 CPU 芯片 ........................................ 8 §2.1.2 控制键电路 ..................................... 10 §2.1.3 步进电机驱动电路 ............................... 11 §2.2 步进电机控制系统硬件电路图 .......................... 12 第 3 章 步进电机控制系统软件设计 ....................... 12 § 3.1 步进电机控制系统应用流程图 .......................... 12 §3.1.1 主流程图 ....................................... 13 §3.1.2 升频流程图 ..................................... 13 §3.1.3 降频流程图 ..................................... 13 §3.1.4 走一步子程序流程图 ............................. 15 §3.2 步进电机数据区设计 ................................... 15 §3.3 程序源代码 ........................................... 17 III 前 言 广泛应用在 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一， 各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求 量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用 。 上个世纪就出现了步进电动机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作 原理和今天的反应式步进电动机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来 产生电磁转矩。 到了 80 年代后， 由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现， 步进电动机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机控制系统采用分立元 件或者集成电路组成的控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件， 而且一旦定型之后，混合式步进电机要改变控制方案就一定要重新设计电路。计算机则通过 软件来控制步进电机，更好地挖掘出电动机的潜力。因此，用计算机控制步 进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代趋势。经过不断改 良，今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、混合式步进电机信 赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效 率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控 制、需要操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得多。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合 式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材 料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。现阶段，混合式步进电机反应 式步进电机获得多的应用。 本文章介绍了步进电机的
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