【正文】 機(jī)步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)分為轉(zhuǎn)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(gè)相對(duì)的磁極（Ｎ，S）組成一對(duì)，共有3對(duì)。 AT89C51 步距角 目 錄第一章 步進(jìn)電機(jī)的介紹 10 10 11 12 13 14第二章 單片機(jī)的相關(guān)知識(shí) 15 15 17 18第三章 單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 19 19 20 29第四章 系統(tǒng)程序及分析 34 34 34 39結(jié)論 41致謝 43參考文獻(xiàn) 44第1章 步進(jìn)電機(jī)的介紹 步進(jìn)電機(jī)的概念步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過人機(jī)交互換接口可實(shí)現(xiàn)各功能設(shè)置，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 湖 南 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)說明書（ 2011屆） 系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動(dòng) 控 制 學(xué) 號(hào)： 200803122022 學(xué)生姓名： 尹 鋼 鋼 指導(dǎo)教師：陳忠平 講 師 2011 年 4 月 5日摘 要步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。 第511周：遞交初稿，并在指導(dǎo)老師的幫助下，完成論文的修改，確定終稿。在設(shè)計(jì)好單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)時(shí)，要學(xué)會(huì)分析電路中出現(xiàn)的問題，并好好總結(jié)。四．本文研究思路了解單片機(jī)本身內(nèi)部應(yīng)有的資源，如：中斷、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、I\O的使用。在工控設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。它必須由雙環(huán)性脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止位置只取決于脈沖星號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。但近30年來，數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和永磁材料的迅速發(fā)展，推動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展，為步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景，近幾年來，步進(jìn)電機(jī)需求量一直呈現(xiàn)出較快的增長(zhǎng)速度，其中掃描儀、打印機(jī)、傳真、DVDROM/CDROM驅(qū)動(dòng)器、空調(diào)及多功能自動(dòng)化辦公設(shè)備等應(yīng)用對(duì)步進(jìn)電機(jī)的需求增長(zhǎng)最強(qiáng)。單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制可以熟悉單哦就功能已經(jīng)原理、構(gòu)造。 湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于51單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動(dòng) 控 制 學(xué) 號(hào)： 200803122022 學(xué)生姓名： 尹 鋼 鋼 指導(dǎo)教師：陳忠平 講 師 2011 年 3 月 湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目 錄第一部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告第二部分 設(shè)計(jì)說明書湖 南 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（ 2011屆） 系 （部）：信 息 工 程 系 專 業(yè)：自 動(dòng) 控 制 學(xué) 號(hào)： 200803122022 學(xué)生姓名： 尹 鋼 鋼 指導(dǎo)教師：陳忠平 講 師 2011 年4月5日基于單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)開題報(bào)告一．本文研究的意義和目的 本設(shè)計(jì)主要援用51單片機(jī)控制六線4項(xiàng)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，友單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖型號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速向某一方向產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過本選題能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)、專業(yè)技能來對(duì)問題進(jìn)行分析，思考，解決，提高對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握以及鍛煉邏輯思維能力。步進(jìn)電機(jī)向著小型、薄型和更小的步進(jìn)角度發(fā)展。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性誤差而無累計(jì)誤差等特點(diǎn)。目前步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制生產(chǎn)以及儀器上應(yīng)用十分廣泛。而單片機(jī)具有芯片體積小，兼容性強(qiáng)，低電壓了，低功耗等特點(diǎn)，使得單片機(jī)成為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的最佳空盒單元。了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理和作用。五、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 第1周：查閱參考文獻(xiàn)和相關(guān)資料。 第12周：再次檢查、確認(rèn)終稿符合要求后，打印，遞交正式論文，同時(shí)準(zhǔn)備論文答辯。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)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。該系統(tǒng)可應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)在機(jī)電一體化控制等大多數(shù)場(chǎng)合。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)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。定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開。2. 轉(zhuǎn)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(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM） ，反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動(dòng)都很大。 永磁式步進(jìn)電機(jī)　　永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小， 或15度； 　　永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出力矩大，動(dòng)態(tài)性能好，但步距角大。 混合式步進(jìn)電機(jī)混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)綜合了反應(yīng)式、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，它的步距角小，出力大，動(dòng)態(tài)性能好，是目前性能最高的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電機(jī)的UVW1接電源，分別有三個(gè)開關(guān)控制，UVW2分別接地。 如B相通電，A，C相不通電時(shí)，齒2應(yīng)與B對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過1/3π，此時(shí)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(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)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(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。 工作方式（三相）1. 單三拍：通電順序?yàn)? A174。CA ；3. 三相六拍：通電順序?yàn)? A174。C174。 3．步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。第2 章 單片機(jī)的相關(guān)知識(shí) 單片機(jī)的簡(jiǎn)介單片機(jī)是續(xù)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后，并隨著電器時(shí)代大到來，人們借助電氣技術(shù)想實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制機(jī)械，自動(dòng)生 產(chǎn)線甚至自動(dòng)工廠，但依靠計(jì)算機(jī)去完成每一個(gè)自動(dòng)的過程，反而有些復(fù)雜以及資源的亂費(fèi)；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(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控領(lǐng)域，控制領(lǐng)域，有著重大意義；更何況目前，彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機(jī)，VCD，遙 控器，游戲機(jī)，電飯煲等無處不見單片機(jī)的影子，所以單片機(jī)將會(huì)更滿足我們的生活，會(huì)更取代大型的計(jì)算機(jī)。 通用型單片機(jī)的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng) 用程序就可完成不同的功能。b,控制部件包括：定時(shí)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(chǔ)器存儲(chǔ)器包括：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在20H2FH單元：共16字節(jié)的緩沖區(qū)，其中每一個(gè)字節(jié)的每一位都有一個(gè)位地址，他們占據(jù)地址空間07FH，一般在這個(gè)16*8位的單元里，用于存放各種程序標(biāo)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(gè)。（五相電機(jī)）、（二、四相電機(jī)）、（三相電機(jī)）等。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。 、電流的選擇89C52的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,工業(yè)實(shí)時(shí)控制,儀器儀表,通訊設(shè)備,家用電器,宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域.由于單片機(jī)的種類很多，在選擇單片機(jī)時(shí)要依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求選擇合適的單片機(jī)。 MCS52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：MCS51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O線等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。⑴ 運(yùn)算器運(yùn)算器的功能是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。它是以進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器的，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、等于1轉(zhuǎn)移、等于0轉(zhuǎn)移、等于1轉(zhuǎn)移且清0以及進(jìn)位標(biāo)志位與其他可尋址的位之間進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。對(duì)外部振蕩信號(hào)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(hào)。每個(gè)狀態(tài)又被分成兩個(gè)時(shí)相P1和P2。程序存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)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(jī)對(duì)外部實(shí)現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)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(jìn)制信息，并行I/O端口一次能傳送一組二進(jìn)制信息。總線MCS52單片機(jī)屬總線型結(jié)構(gòu)，通過地址/數(shù)據(jù)總線可以與存儲(chǔ)器（RAM、EPROM）、并行I/O接口芯片相連接?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： 圖221 STC89C52的引腳圖Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8052通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。8052的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖4。內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器全雙工方式的串行接口（UART）種尋址方式。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效