步进电机课程方案设计书1Word文档格式.docx

1、拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运动方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.注：2相励磁通过的电流是1相励磁时通过电流的2倍，转矩也是1相励磁的2倍。此时电机的振动较小且应答频率升高，目前仍广泛使用此种方式。四相拍如下（1相激磁）：步数ABCD107H20BH30DH40EH图1.1四相拍如下（2相激磁）：03H09H0CH06H图1.2四相八拍如下（1-2相激磁）：0F7H0F3H0FBH0F9H50FDH60FCH70FEH80F6H图1.31.2.

2、设计目的 1）了解单片机软件编程和调试能力，为以后的学习和开发工作打下强劲基础； 2）掌握步进电机的工作原理和工作方式； 3）在1）、2）基础上，使用按钮控制步进电机进行正转、反转。1.3.设计要求 1）在protues软件中实现用按钮控制步进电机进行正转、反转。 2）绘制完整的步进电机与单片机系统的硬件电路图。3）撰写课程设计说明书。说明书中要求有主程序流程图、关键程序流程图。第二章 系统总体方案设计2.1、步进电机设计方框图图2.1本系统是用单片机软件程序来产生脉冲分配信号，即把数字控制计数的高精度等方面的优势有效地应用于步进电机控制系统，同时本系统设计的步进电机控制器硬件电路十分简单，成

3、本低，使用方便。本电路包括开关控制电路，时钟电路，功率放大电路等的选择。2.2、驱动控制系统组成 使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图2.1如下： 图2.2 控制系统组成图2.3、脉冲信号的产生。 脉冲信号一般由单片机或CPU产生，一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右，电机转速越高，占空比则越大。2.4、信号分配 四相电机工作方式有二种，四相四拍为AB-BC-CD-DA-AB,步距角为1.8度；四相八拍为AB-B-BC-C-CD-D-AB,（步距角为0.9度，这里我们用的正反转都是四相八拍的，即1-2激磁）.1-2激磁正反转如图1.3、2。3。图2.3步进电

4、机1-2激磁反转步数（18表示脉冲周期；ABCD表示电机的各相，1表示此时有一个脉冲，0表示没有脉冲）2.5、功率放大 功率放大是驱动系统最为重要的部分。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流（而样本上的电流均为静态电流）。平均电流越大电机力矩越大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。因而不同的场合采取不同的的驱动方式，到目前为止，驱动方式一般有以下几种：恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。 为尽量提高电机的动态性能，将信号分配、功率放大组成步进电机的驱动电源。 步进电机一经定型，其性能取决于电机的驱动电源。步进电机转速越高，力距越大则要求电机

5、的电流越大，驱动电源的电压越高。2.6、控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。具体实现用延时时间的长短来决定，程序如下。DELAY: MOV R6,#125 。延时50ms L1: MOV R5,#200 L2: DJNZ R5,L2 DJNZ R6,L1 RET第三章 硬件设计步进电机接线原理图如下：图1.1 步进电机与单片机连接原理图第4章 软件设计及调试4.1、程序流程图第5章 系统联调及操作说明第6章 总结总结这次课程设计是我最喜欢的一次，因为这

6、次课程设计需要动脑动手，把自己课堂上学到的软件和硬件知识全部应用进来。要想完成好这次课程设计，首先要弄懂步进电机的工作原理，与外部电路的连接，单片机原理，汇编语言等。这其中有以前课堂上学过的也有需要我们自学研究的，这不仅考察了自己原来的知识程度还加强了我们独立获取知识并加以运用的能力。这次课程设计我收获很多，因为我学到了很多的东西，还制作了自己的东西，使自己很有成就感。在这么多次课程设计中这次是我最难忘的一次，因为是三人一组团队完成，使我体会到了分工合作的力量与重要性。虽然电机部分我没有花太多的精力，但通过合理分工，我们仍然按时完成了指定任务，并且通过相互帮助相互指点，使我们对彼此负责的那部分

7、任务都有了更好的了解和掌握。我想通过这次实验，我对电机的了解扩宽了，对单片机和外围电路的认识也更为清晰了，这为我以后工作提供了坚实的基础。两个星期很快过去了，看着自己的劳动成果，心里满是欣慰。最后感谢老师和同学们的悉心指导和帮助。汇编程序如下： K1 EQU P3.2 K2 EQU P3.3 K3 EQU P3.4 STOP: MOV P1,0FFH LOOP: JNB K1,Z JNB K2,F JNB K3,STOP1 JMP LOOPSTOP1: ACALL DELAY JNB K3,$ MOV P0,0FFH JMP STOP Z: JNB K1,$ MOV A,#0FFH CLR C

8、 MOV R7,#8LOOP1: RLC A MOV P0,A ACALL DEL DJNZ R7,LOOP1 JNB K1,LOOP1 JMP Z1F: JNB K2,$LOOP2: RRC A DJNZ R7,LOOP2 JNB K2,LOOP2 JMP F1Z1: MOV R0,#00HZ2: MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR JZ Z1 MOV P1,A INC R0 JMP Z2 RETF1: MOV R0,#09HF2: JZ F1 JMP F2 DELAY: DJNZ R6,L1DEL: MOV R2,#4 。延时1s L3: MOV R3

9、,#251 L4: MOV R4,#248 L5: NOP DJNZ R4,L5 DJNZ R3,L4 DJNZ R2,L3 RET TAB: DB 0FEH,0FCH,0FDH,0F9H DB 0FBH,0F3H,0F7H,0F6H DB 00H DB 0F7H,0F3H,0FBH,0F9H DB 0FDH,0FCH,0FEH,0F6HEND进 度 安 排设计时间分为二周第一周星期一、上午：布置课题任务，课题介绍及讲课。下午：借阅有关资料，总体方案讨论。星期二、确定总体方案星期三、学习与设计相关内容。星期四、各部分方案设计，各部分设计。星期五、设计及上机调试。星期六、设计并调试第二周星期一：设计及上机调试。星期二：调试，中期检查。星期三：调试、写说明书。星期四-星期五上午：写说明书、完成电子版并打印成稿。星期五下午：答辩。参 考 文 献参考文献1、 王迎旭编.单片机原理与应用M.机械工业出版社.2、 楼然苗编.51系列单片机设计实例M.北京航空航天大学出版社.3、 黄勤编.计算机硬件技术基础实验教程M.重庆大学出版社4、刘乐善编.微型计算机接口技术及应用M.华中科技大学出版社.5、陈光东编.单片微型计算机原理及接口技术M.华中科技大学出版社.