【正文】 .......................................................................10 第 3章 結(jié)束語(yǔ) ...............................................................................................................................................13 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................15 附錄 ...............................................................................................................................................................16 成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 第 1 章 緒論 研究背景 步進(jìn)電機(jī)是一種進(jìn)行精確步進(jìn)運(yùn)動(dòng) 的機(jī)電執(zhí)行元件，它廣泛用于工業(yè)機(jī)械的數(shù)字控制。 步進(jìn)電機(jī)易于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字元件接口 ,適用于數(shù)字控制系統(tǒng) . 步進(jìn)電機(jī)只需采用最簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制就可取得非常高的控制精度，且這種系統(tǒng)不需要反饋信號(hào)，系統(tǒng)硬件實(shí)施比較簡(jiǎn)單。 為了使系統(tǒng)的可靠性、通用性、可維護(hù)性以及性價(jià)比最優(yōu)，根據(jù)控制系統(tǒng)功能要求及步進(jìn)電機(jī)環(huán)境，確定了設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件 和軟件的功能劃分，從而實(shí)現(xiàn)了基于 8255芯片的四相步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁順序列寫(xiě)控制步進(jìn)電機(jī)順序轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出的數(shù)據(jù)表，接著初始化 8255A的工作方式根據(jù)要求調(diào)入函數(shù)輸入數(shù)據(jù) 完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、開(kāi)始、停止等功能。 步進(jìn)電機(jī)是電機(jī)家族的 “嬰兒 ”， 20 世紀(jì) 60 年代早期才開(kāi)始流行。步進(jìn) 電機(jī) 最早是在 1920年代由英國(guó)人所開(kāi)發(fā)。 1950年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。往后經(jīng)過(guò)不斷改良，使得今日步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在需要高定位精度、高分解能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機(jī)械系統(tǒng)中。在生產(chǎn)過(guò)程中要求自動(dòng)化、省人力 、效率高的機(jī)器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項(xiàng)指令動(dòng)作的靈活控制性場(chǎng)合步進(jìn)電機(jī)用得最多。 步進(jìn)電機(jī)的 最初構(gòu)想是作為昂貴的位置控制應(yīng)用中伺服電機(jī)的低成本替代產(chǎn)品，而新興的計(jì)算機(jī)工業(yè)迅速將其采用到外設(shè)應(yīng)用當(dāng)中。步進(jìn)電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于能提供開(kāi)環(huán)位置控制，而成本只是需要反饋的伺服系統(tǒng)的幾分之一。在過(guò)去，步進(jìn)電機(jī)有時(shí)被誤稱為 “數(shù)字 ”電機(jī)，因?yàn)樗鼈兂Ｓ谜环讲?qū)動(dòng)。 自六十年代初期以來(lái)，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用得到很大的提高，人們用它來(lái)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘和其他采用指針的儀器，打印機(jī)、繪圖儀、磁盤(pán)光 盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、各種自動(dòng)控制閥、各種工具，還有機(jī)器人等機(jī)械裝置。此外作為執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，被廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它的需要量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電數(shù)字控制系統(tǒng)中常用執(zhí)行元件，由于其精度高、體積小、控制方便靈活，因此在智能儀表和位置控制中得到了廣泛的應(yīng)用。 Intel 8086/8088 系列的可編程外設(shè)接口電路（ Programmable Peripheral Interface)簡(jiǎn)稱 PPI，型號(hào)為 8255（改進(jìn)型為 8255A及 8255A5），具有 24條輸入 /輸出引腳、可編程的通用并行輸入 /輸出接口電路。它是一片使用單一 +5V電源的 40腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。 8255A的通用性強(qiáng)，使用靈活，通過(guò)它 CPU可直接與外設(shè)相連接。 成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2 與一般的電機(jī)控制過(guò)程類似，在對(duì)本設(shè)計(jì)方案實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)之前，首先需要研究系統(tǒng)的特性 ,過(guò)歸納和抽象建立系統(tǒng)的數(shù)字模型。由步進(jìn)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子示意圖（見(jiàn)工作原理）可見(jiàn) 調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率便可以改變步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變各相輸入脈沖先后順序，可以改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 對(duì)于 轉(zhuǎn)速控制：調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率便可以 達(dá)到目的 。 選題的目的和意義 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制實(shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的程序（微機(jī)控制）化， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不需要 A/D 轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，步進(jìn)電機(jī)也可以用在其他的機(jī)械上，比如作為自動(dòng)送料機(jī)中的馬達(dá)，作為通用的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)，也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中 ， 微機(jī)控制系統(tǒng)的快速計(jì)算，靈活多樣的邏輯判斷和高效的信息加工能力使自動(dòng)控制進(jìn)入了更高一級(jí)的領(lǐng)域，提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，減少了人工干 預(yù)，并不斷地完善和滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防科技日益增長(zhǎng)的需要。微機(jī)控制系統(tǒng)由于具有成本低，體積小，功耗少，可靠性高和使用靈活等特點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸，國(guó)防建設(shè)和空間技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。其控制對(duì)象已從單一的工廠流程擴(kuò)展到企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理與控制。微機(jī)和單片機(jī)的推廣使用實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化與過(guò)程控制相結(jié)合的分級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)技術(shù)的水平發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。 正是由于數(shù)字通信系統(tǒng)由于具有許多優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)今通信的發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)數(shù)字化極大地促進(jìn)了通信領(lǐng)域的發(fā)展，使人類的生產(chǎn)生活進(jìn)入了數(shù) 字化時(shí)代。 本設(shè)計(jì)為掌握利用計(jì)算機(jī)來(lái)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制平臺(tái)，運(yùn)用所學(xué)的理論和方法進(jìn)行實(shí)踐、解決問(wèn)題。同時(shí)培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力，從而使基礎(chǔ)理論知識(shí)得到鞏固、加深和系統(tǒng)化。熟悉和掌握運(yùn)用設(shè)計(jì)資料的能力。 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 （ 1） 對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)控制的主要環(huán)節(jié)，包括硬件系統(tǒng)基本原理、軟件框圖及設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 (2) 掌握步進(jìn)電機(jī)與 8255的接口電路原理。 (3) 能編制出步進(jìn)電機(jī)正、反轉(zhuǎn) 運(yùn)行程序（以 3種不同速度）。