步進(jìn)電機(jī)畢業(yè)論文小型四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(已修改)
2025-06-21 08:24 本頁面
【正文】 I 微機(jī) 原理與接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 題 目 : 小型四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 班 級 : 機(jī)械類 11206 姓 名 : 同 組者 : 張文龍 任夢靈 黃運(yùn) 陳志超 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 II 基于單片機(jī) 的步進(jìn)電機(jī)升降頻控制 摘 要 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度（稱為 “ 步距角 ” ），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差（精度為 100%）的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 由于步進(jìn)電機(jī)是靠輸入脈沖來控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的，本文采用單片 機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)。單片機(jī)將各種功能部件集成在一塊芯片上，可靠性和抗干擾能力比較強(qiáng)，其輸出的高低電平易于實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。采用單片機(jī)控制既能減少硬件開銷，也克服了硬件設(shè)計(jì)中一些元器件不能靈活變動和容易 變值的缺點(diǎn)。 大量實(shí)踐證明，對于不同功率的步進(jìn)電機(jī)，簡單統(tǒng)一的直線升頻技術(shù)，不能夠讓電機(jī)工作在最佳效率狀態(tài)下，本設(shè)計(jì)采用程序控制的指數(shù)曲線升降頻，能夠方便地與不同電機(jī)的機(jī)械特性很好地適配，減少電機(jī)升降頻所用的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 本次設(shè)計(jì)使用 AT89C51 單片機(jī)產(chǎn)生脈沖信號來控制 35BY48S03 型步進(jìn)電機(jī)的 運(yùn)行。在升降頻過程中， 我們專門設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)確定了電機(jī)在升降頻過程中按指數(shù)曲線規(guī)律變化。我們改變電機(jī)時(shí)，只要根據(jù)電機(jī)的特性改變數(shù)據(jù)區(qū)的一些數(shù)據(jù)，即可使曲線很好的與電機(jī)適配。該方法能使電機(jī)以較高的效率運(yùn)行。 關(guān)鍵詞 ：步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，升降頻，步長 III 目 錄 前 言 ................................................... 1 第 1 章 步進(jìn)電機(jī)簡介 ..................................... 2 167。 步進(jìn)電機(jī)工作原理及分類 .................................. 2 167。 步進(jìn)電機(jī)的各種指標(biāo)術(shù)語 .................................. 3 167。 靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語 ...................................... 3 167。 動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語 .................................... 3 167。 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的升降頻 ............................. 6 第 2 章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路 ......................... 8 167。 單片機(jī)及其外圍電路介紹 .................................. 8 167。 CPU 芯片 ........................................... 8 167。 控制鍵電路 ....................................... 10 167。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 ................................. 11 167。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路圖 ............................ 12 第 3 章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................ 12 167。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用流程圖 ............................ 12 167。 主流程圖 ......................................... 13 167。 升頻流程圖 ....................................... 13 167。 降頻流程圖 ....................................... 13 167。 走一步子程序流程圖 ............................... 15 167。 步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)計(jì) ..................................... 15 167。 程序源代碼 .............................................. 17 1 前 言 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一， 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用 。 上個(gè)世紀(jì)就出現(xiàn)了步進(jìn)電動機(jī)，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，動作原理和今天的反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)沒有什么區(qū)別，也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。到了 80 年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動機(jī)的控制方式更加靈活多樣。原來的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路，不僅調(diào)試安裝復(fù)雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設(shè)計(jì)電路。計(jì)算機(jī)則通過軟件來控制步進(jìn)電機(jī)，更好地挖掘出電動機(jī)的潛力。因此，用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)成為了一種必然的趨勢，也符合數(shù)字化的時(shí)代趨勢。經(jīng)過不斷改良，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)過程中要求自動化、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)指令動作的靈活控制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。其中反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。現(xiàn)階段，反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)獲得最多的應(yīng)用。 本文第一章介紹了步進(jìn)電機(jī)的一些基本知識，
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