【正文】 機步進電機結構分為轉子和定子兩部分：1. 定子：由硅鋼片疊成的，定子上有6大磁極，每2個相對的磁極（Ｎ，S）組成一對，共有3對。 AT89C51 步距角 目 錄第一章 步進電機的介紹 10 10 11 12 13 14第二章 單片機的相關知識 15 15 17 18第三章 單片機步進電機控制系統(tǒng)的硬件設計 19 19 20 29第四章 系統(tǒng)程序及分析 34 34 34 39結論 41致謝 43參考文獻 44第1章 步進電機的介紹 步進電機的概念步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。整個系統(tǒng)采用模塊化設計，通過人機交互換接口可實現各功能設置，操作方便，結構簡單。 湖 南 工 程 職 業(yè) 技 術 學 院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC畢業(yè)設計（論文）設計說明書（ 2011屆） 系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動 控 制 學 號： 200803122022 學生姓名： 尹 鋼 鋼 指導教師：陳忠平 講 師 2011 年 4 月 5日摘 要步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。 第511周：遞交初稿，并在指導老師的幫助下，完成論文的修改，確定終稿。在設計好單片機步進電機時，要學會分析電路中出現的問題，并好好總結。四．本文研究思路了解單片機本身內部應有的資源，如：中斷、定時器、計數器、I\O的使用。在工控設備中得到廣泛的應用。它必須由雙環(huán)性脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。在非超載的情況下，電機的轉速、停止位置只取決于脈沖星號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機轉過一個步距角。但近30年來，數字技術、計算機技術和永磁材料的迅速發(fā)展，推動步進電機的發(fā)展，為步進電機的應用開辟了廣闊的前景，近幾年來，步進電機需求量一直呈現出較快的增長速度，其中掃描儀、打印機、傳真、DVDROM/CDROM驅動器、空調及多功能自動化辦公設備等應用對步進電機的需求增長最強。單片機對步進電機控制可以熟悉單哦就功能已經原理、構造。 湖南工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于51單片機步進電機的控制系統(tǒng)系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動 控 制 學 號： 200803122022 學生姓名： 尹 鋼 鋼 指導教師：陳忠平 講 師 2011 年 3 月 湖南工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文)目 錄第一部分 畢業(yè)設計（論文）開題報告第二部分 設計說明書湖 南 工 程 職 業(yè) 技 術 學 院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC畢業(yè)設計（論文）開題報告（ 2011屆） 系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動 控 制 學 號： 200803122022 學生姓名： 尹 鋼 鋼 指導教師：陳忠平 講 師 2011 年4月5日基于單片機步進電機的控制系統(tǒng)開題報告一．本文研究的意義和目的 本設計主要援用51單片機控制六線4項步進電機系統(tǒng)，友單片機產生驅動脈沖型號，控制步進電機以一定的轉速向某一方向產生一定的轉動角度。通過本選題能運用所學基本理論知識、專業(yè)技能來對問題進行分析，思考，解決，提高對專業(yè)知識的掌握以及鍛煉邏輯思維能力。步進電機向著小型、薄型和更小的步進角度發(fā)展。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性誤差而無累計誤差等特點。目前步進電機在工業(yè)控制生產以及儀器上應用十分廣泛。而單片機具有芯片體積小，兼容性強，低電壓了，低功耗等特點，使得單片機成為驅動步進電機的最佳空盒單元。了解步進電機的工作原理和作用。五、設計進度安排 第1周：查閱參考文獻和相關資料。 第12周：再次檢查、確認終稿符合要求后，打印，遞交正式論文，同時準備論文答辯。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。該系統(tǒng)可應用于步進電機在機電一體化控制等大多數場合。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。2. 轉子：由軟磁材料制成，其外表面也均勻地分布著小齒,與定子上的小齒相同，并且小齒的大小相同，間距相同分類步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應式（VR）和混合式（HB）永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小， 或15度；反應式步進一般為三相，可實現大轉矩輸出，但噪聲和振動都很大。 永磁式步進電機　　永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小， 或15度； 　　永磁式步進電動機輸出力矩大，動態(tài)性能好，但步距角大。 混合式步進電機混合式步進電動機綜合了反應式、永磁式步進電動機兩者的優(yōu)點，它的步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是目前性能最高的步進電動機。電機的UVW1接電源，分別有三個開關控制，UVW2分別接地。 如B相通電，A，C相不通電時，齒2應與B對齊，此時轉子向右移過1/3π，此時齒3與C偏移為1/3π，齒4與A偏移（π1/3π）=2/3π。 由此可見：電機的位置和速度由導電次數（脈沖數）和頻率成一一對應關系。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3π變?yōu)?/12π，1/24π，這就是電機細分驅動的基本理論依據。 工作方式（三相）1. 單三拍：通電順序為 A174。CA ；3. 三相六拍：通電順序為 A174。C174。 3．步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。 步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。伴隨著不同的數字化技術的發(fā)展以及步進電機本身技術的提高，步進電機將會在更多的領域得到應用。第2 章 單片機的相關知識 單片機的簡介單片機是續(xù)計算機出現之后，并隨著電器時代大到來，人們借助電氣技術想實現了自動控制機械，自動生 產線甚至自動工廠，但依靠計算機去完成每一個自動的過程，反而有些復雜以及資源的亂費；所以用更方便，更微小，更智能的微型處理器來處理工業(yè)現場的測控領域，控制領域，有著重大意義；更何況目前，彩電，冰箱，空調，錄像機，VCD，遙 控器，游戲機，電飯煲等無處不見單片機的影子，所以單片機將會更滿足我們的生活，會更取代大型的計算機。 通用型單片機的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應 用程序就可完成不同的功能。b,控制部件包括：定時控制邏輯，指令寄存器，譯碼器以及信息傳送控制部件等等。 存儲器存儲器包括：程序存儲器和數據存儲器。在20H2FH單元：共16字節(jié)的緩沖區(qū)，其中每一個字節(jié)的每一位都有一個位地址，他們占據地址空間07FH，一般在這個16*8位的單元里，用于存放各種程序標志，位控制變量。C。ROM有1KB或2KB。:尋址范圍只有4KB。有串/并行接口。ROM有8KB。中斷源有8個。（五相電機）、（二、四相電機）、（三相電機）等。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。 、電流的選擇89C52的單片機廣泛應用于計算機外部設備,工業(yè)實時控制,儀器儀表,通訊設備,家用電器,宇航設備等各個領域.由于單片機的種類很多，在選擇單片機時要依據實際設計要求選擇合適的單片機。 MCS52單片機內部結構：MCS51單片機是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時器/計數器和多種功能的I/O線等一臺計算機所需要的基本功能部件。⑴ 運算器運算器的功能是進行算術運算和邏輯運算。它是以進位標志位C為累加器的，可執(zhí)行置位、復位、取反、等于1轉移、等于0轉移、等于1轉移且清0以及進位標志位與其他可尋址的位之間進行數據傳送等位操作。令寄存器指令寄存器中存放指令代碼。在XTAL1和 XTAL2引腳上外接定時元件，內部振蕩電路就產生自激振蕩。對外部振蕩信號無特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。每個狀態(tài)又被分成兩個時相P1和P2。程序存儲器為只讀存儲器（ROM）。I/O端口I/O端口又稱為I/O接口，也叫做I/O通道或I/O通路，I/O端口是MCS51單片機對外部實現控制和信息交換的必經之路，I/O端口有串行和并行之分，串行I/O端口一次只能傳送一位二進制信息，并行I/O端口一次能傳送一組二進制信息?？偩€MCS52單片機屬總線型結構，通過地址/數據總線可以與存儲器（RAM、EPROM）、并行I/O接口芯片相連接。現在我們對這些引腳的功能加以說明： 圖221 STC89C52的引腳圖Pin9:RESET/Vpd復位信號復用腳，當8052通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。8052的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖4。內部時鐘振蕩器全雙工方式的串行接口（UART）種尋址方式。當輸入的復位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效