【正文】 存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和 機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施。同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 6 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢；頻率越高，反向電動(dòng)勢越大。 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) 1. 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的 35%，角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比 ，沒有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。 如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是，它是通過輸入脈沖信號(hào)來進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。 正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。單相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有單路電脈沖驅(qū)動(dòng)，輸出功率一般很小，其用途為微小功率 驅(qū)動(dòng)。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。僅僅處于一種盲目的仿制階段。一些少數(shù)高級(jí)的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機(jī)，交流電機(jī)。 70 年代初期，步進(jìn)電機(jī)的生產(chǎn)和研究都有所突破，除反映在驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方面的長足進(jìn)步以外，對(duì)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)本體的設(shè)計(jì)研究發(fā)展到一個(gè)較高的水平。在生產(chǎn)過程中要求自動(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)作的靈活控制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。 步進(jìn)電機(jī)的原始模型起源于 1830 年至 1860 年， 1870 年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氬弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中，這被認(rèn)為最早的步進(jìn)電機(jī)。本設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行器件 —— 步進(jìn)電機(jī)。采用單片機(jī)控制 ,用軟件代替上述步進(jìn)控制器 ,使得線路簡單 ,成本低 ,可靠性大大增加。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 論文） 1 基于 AT89C51 單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制 摘要 ： 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，它廣泛用于打印機(jī)、電動(dòng)玩具等消費(fèi)類產(chǎn)品以及數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療器械等機(jī)電產(chǎn)品中，其在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。軟件編程可靈活 產(chǎn)生不同類型步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁序列來控制各種步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式。 關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) ， 單片機(jī) ， 正反轉(zhuǎn)控制 ， 鍵盤 控制 ， LCD 液晶顯示 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 論文） 2 目錄 摘要 ............................................................................................................................................ 1 第一章 緒論 ............................................................................................................................ 3 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 ................................................................................................... 3 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā) 展應(yīng)用及前景 ....................................................................... 3 設(shè)計(jì)研究內(nèi)容 ........................................................................................................... 4 第二章 控制系統(tǒng)硬件分析與設(shè)計(jì) ........................................................................................ 5 步進(jìn)電機(jī) ................................................................................................................... 5 單片機(jī)的選擇 ........................................................................................................... 7 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的組成 ....................................................................................... 8 第三章 控制系統(tǒng)軟件分析與設(shè)計(jì) ...................................................................................... 13 程序流程圖 ............................................................................................................. 13 讀鍵盤子程序流程圖 ............................................................................................. 14 鍵盤處理子程序流程圖 ......................................................................................... 14 電機(jī)控制中斷程序流程圖 ..................................................................................... 15 第四章 調(diào)試與改進(jìn) .............................................................................................................. 17 調(diào)試與改進(jìn) ............................................................................................................. 17 運(yùn)行結(jié)果 ................................................................................................................. 17 第五章 總 結(jié) ........................................................................................................................ 18 致 謝 ...................................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 20 附錄 .......................................................................................................................................... 21 附錄一源程序清單 ........................................................................................................... 21 附錄二控制原理圖 ........................................................................................................... 26 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 第一章 緒論 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)或階躍電動(dòng)機(jī)，它是基于最基本的電磁 感應(yīng)作用 ， 將電脈沖 信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 1950 年后期晶體管的發(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。 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景 我國步進(jìn)電機(jī)的研究及制造起始于本世界 50 年代后期，從 50 年代后期到 60 年代后期，主要是高等院校和科研機(jī)構(gòu)為研究一些裝置而使用或開發(fā)少量產(chǎn)品。 70 年代中期至 80 年代中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動(dòng)機(jī)不斷被開發(fā)。國外在小功率的場合，還使用步進(jìn)電機(jī)，例如一些工業(yè)器材，工業(yè) 生產(chǎn)裝備，打印機(jī)，復(fù)印件，速印機(jī)，銀行自動(dòng)柜員機(jī) 。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 4 設(shè)計(jì) 研究內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的目的是以單片機(jī)為核心 設(shè)計(jì)出一個(gè)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)。多相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有多相方波脈沖驅(qū)動(dòng)，用途很廣。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。 2. 步進(jìn)電機(jī)外表 不 允許較高的溫度。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電 流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。 6. 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停，正反轉(zhuǎn)及變速。 10. 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn) ,但若高于一定速度就無法啟動(dòng) ,并伴有嘯叫聲。 1. 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)： 一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度，但噪聲和振動(dòng)都很大。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，性能最好。將 COM 端標(biāo)識(shí)為 C，只要 AC、 BC 或 /AC、 /BC，輪流加電就能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，加電的方式可以有多種，如果將 COM 端接正電源，那么只要用開關(guān)元件（如三極管） ，將 A、 B或 /A、/B 輪流接地。改變轉(zhuǎn)速，只要改變 、 （或 、 反向）輪流變低電平的時(shí)間即可達(dá)到要求，因?yàn)椴粫?huì)影響到其他功能的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)間可以用延時(shí)來實(shí)現(xiàn)。而在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，要求為 100 轉(zhuǎn) /分，即 48000 脈沖 /分，相當(dāng)于 。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 單片機(jī)的引腳 功能 （ 1） VCC（ 40）：電源 +5V。 （ 4） PSEN（ 29）：片外 ROM 選通信號(hào)，低電平有效。 （ 8） P0