【正文】 電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點 ， 使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 8 2 步進機的基礎知識 步進機的概念 步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。 雖然步進電機有這些缺點，但是并不影響其在經濟型的數控裝置上的使用 。所 6 以通過控制脈沖個數來控制步進電機轉動的角位移，達到精確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖的頻率來控制步進電機轉動速度 和加速度，達到調速的目的 [5]。 隨著現代科學技術的進步， 尤其 是 集成電路、電力電子器件、自動化控制理論等方面的進展 ，電機在其實際應用中 已由過去簡單地控制轉動停止、以 提供動力為目的應用上升到對速度、 加速度、 位移 和轉矩等進行精確控制階段， 以便 使被驅動的機械運動 準確 符合預想的要求。 發(fā)展趨勢之四， 向五相和三相電動機方向發(fā)展。由于電動機采用方型結構，使得轉子有可能設計得比圓形大，因而其力矩體積比 (性價比 )將大為提高。隨著電動機本身應用領域的拓寬以及各類整機的不斷小型化，要求與之配套的電動機也必須越來越小，在 5 42 機座號的電動機應用了多年后，現在其機座號向 3 3 25方向向下延伸。 步進電動機最大的生產國是日本，如日本伺服公司、東方公司、 SANYO DENKI 和 MINEBEA 及 NPM 公司等，特別是日本東方公司，無論是電動機性能和外觀質量，還是生產手段，都堪稱是世界上最好的。最典型的產品是二相 8 極 50 齒的電動機，步距角 176。另一方面，微型計算機和數字控制技術的發(fā)展，又將作為數控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進電動機推廣應用到 其他領域，如電加工機床、小功率機械加工機床、測量儀器、光學和醫(yī)療儀器以及包裝機械等?？墒窃谌祟惿鐣M入自動化時代的今天，傳統(tǒng)電動機的功能已不能滿足工廠自動化和辦公自動化等各種運動控制系統(tǒng)的要求。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 目前 ， 生產步進電機的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設備都沒有。中等耐壓的大功 率半導體器件也完全國產化。一般步進電機控制器都用硬件實現，雖然電路可以做到了高集成度，可價格較貴，功能相對較單一，并且設計要求有所改變，就得改變整個硬件電路，比較麻煩。因此，用微型單片機控制步進電機己經成為了一種必然的趨勢，也符合數字化的時代發(fā)展要求。 為了得到良好的控制性能，對步進電機的控制的研究就一直沒有停止過，許多重大的技術得以實現。目前世界各國都在大力發(fā)展數控技術，我國的數控系統(tǒng)也取得了很大的發(fā)展，我國已經能夠自行研制開發(fā)適合我國數控機床發(fā)展需要的各種檔次的數控系統(tǒng)。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 ，同時步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差，精度高，步進電動機可以在寬廣的頻率范圍內通過改變脈沖頻率來實現調速、快速起停、正反轉控制等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點 [1]。因此，控制電機轉子旋轉實際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產生旋轉的磁場。 2 1 步進電機概述 步進機的背景與研究意義 步進電動機又稱脈沖電動機或階躍電動機，國外一般稱為 Steppingmotor、 Pulse motor 或 Stepper servo，其應用發(fā)展已有約 80 年的歷史。步進電機還具有快速啟動、精確步進和定位等特點，因而在數控機床，繪圖儀，打印機以及光學儀器中得到廣泛的應用。一般電動機都是連續(xù)轉動的，而步進電動機則有定位和運轉兩種基本狀態(tài)，當有脈沖輸入時步進電動機一步一步地轉動，每給它一個脈沖信號，它就轉過一定的角度。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產品之一，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。negative 0999 arbitrary Angle control and deceleration 18 speed adjustment and control. And through the stepper motor screw gearing, it drives the linear motion of the XY worktable and implements schedules displacement control from start point A to point B , in order to realize the XY coordinates based motion control of step motor. 【 Key words】 stepper motor MCU subdivided driving control 1 緒論 步進電機最早是在 1920 年由英國人所開發(fā)。 本論文應用單片機 AT89C5鍵盤編碼器 MM74C922 芯片、 74HC00 四 2 輸入與非門、雙全橋步進電機專用驅動芯片 L298N 等，構建了 步進電機控制器和驅動器為一體的步進電機控制系統(tǒng)。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。細分驅動的 n細分最主要的優(yōu)點是步距角變小，分辨率提高，且提高了電機的定位精度、啟動性能和高頻輸出轉矩：其次，減弱 或消除了步進電機的低頻振動，降低了步迸電機在共振區(qū)工作的幾率。用 語、格式、圖表、數據、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。 10 外文應用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現一定的外語水平。 5 能力水平40% 查閱文獻 資料能力 能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結本論文所涉及的有關研究狀況及成果。 5 實評總分 成績等級 指導教師評審意見： 指導教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分 90—100 分記為優(yōu)秀， 80—89 分記為良好， 70—79 分記為中等， 60—69 分記為及格， 60 分以下記為不及格。 5 寫作水平 論點鮮明；論據充分；條理清晰；語言流暢。 10 研究方案的 設計能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 10 理論意義或 實際價值 符合本學科的理論發(fā)展，有一定的學術意義；對經濟建設和社會發(fā)展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。通過 AT89C51 和雙全橋步進電機專用驅動芯片 L298N 完成步進電機的各種運行控制方式，實現步進電機在四相八拍的工作方式下的正反轉 0— 999 任意角度控制和加減速1— 8 級調速等各種控制。 學 生 簽 名： 2020 年 5 月 10 日 指導教師簽 名： 2020 年 5 月 10 日 指導內容 記錄 ( 八 ) 確定答辯時間，交待答辯工作及注意事項，檢查論文整體情況，定稿打印。 學 生 簽 名： 2020 年 1 月 5 日 指導教師簽名： 2020 年 1 月 5 日 指導內容 記錄 (二 ) 完成設計的概要設計和詳細設計。 目錄里面章節(jié)后面都應該有頁碼，并且要與文中的頁碼保持一致。 會議主持人： 記 錄 人： 年 月 日 指導小組意見 負責人簽名： 年 月 日 系部 意 見 負責人簽名： 年 月 日 注 ：此表由學生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導老師和本人各保存一份 G 湖南科技學院畢業(yè)論文（設計）中期檢查表 畢業(yè)論文（設計）題 目 基于單片機的步進電機細分驅動控制系統(tǒng)的設計 學生姓名 錢社軍 學 號 202006002315 系 別 電子工程系 專 業(yè) 電子信息工程 指導教師 梁曉琳 檢查日期 指導教師檢查情況記載及修改意見： 已經完成的工作： 了解和初步掌握了步進電機細分控制的工作原理； 確定步進電機細分控制的相關功能模塊設 計； 完成了單片機與兩外圍電路的連接和設計原理圖的仿真； 初步完成了論文的結構的設計； 論文大部分內容已經完成。因而，對于步進電機控制的研究具有明顯的現實意義和實用價值。 4） 閱覽室查閱相關資料。 研究方法： 本文的研究方法有文獻索引法、查閱資 料法等 完成期限和采取的主要措施： 完成期限： 1） 2020 年 3 月初日 2020 年 3 月底 根據畢業(yè)論文題目查閱單片機、編程語言、步進電機相關資料，寫好開題報告； 2） 2020 年 4 月初 2020 年 4 月底 完成畢業(yè)論文關于步進電機的初步功能設計； 3） 2020 年 5 月初 2020 年 5 月 8 日 對論文排版，完成畢業(yè)論文初稿； 4) 2020 年 5 月 10 號 ——答辯前 根據導師要求完成論文修改并最終定稿。 第二部分，步進電機基礎知識 在該部分詳細介紹了概念、常用術語、特點及功能、分類、結構及工作原理以及其它一些相關的知識。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 研究動態(tài)： 目前 ,生產步進電機的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設備都沒有。 實際意義： 步進電機還具有快速啟動、精確步進和定位等特點，因而在數控機床，繪圖儀，打印機以及光學儀器中得到廣泛的應用。 C 湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）開題報告書 論 文（設計）題目 基于單片機的步進電機細分驅動控制系統(tǒng)的設計 作 者 姓 名 錢社軍 所屬系、 專業(yè)、年級 電子工程系 電子信息工程專業(yè) 2020年級 指導教師姓名、職稱 梁曉琳（講師） 預計字數 25000 開題日期 20201225 選題的根據： 1）說明本選題的理論、實際意義 2）綜述國內外有關本選題的研究動態(tài)和自己的見解 理論意義： 步進電機經過不斷改良，使得今日步進電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解性能、高響應性、信賴性等靈活控制性高的機械系統(tǒng)中。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。 教研室意見： 負責人簽名： 注： 本任務書一式三份，由指導教師填寫，經教研室審批后一份下達給學生，一份交指導教師，一份留系里存檔。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差 (精度為 100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機， 交流電機 在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 D 主要內容： 本文將主體分為五個部分： 第一部分，緒論 在緒論部分詳細表述了關于步進電機的背景及研究意義、目前發(fā)展現狀及發(fā)展趨勢的內容，另外還有關于步進電機的應用中的優(yōu)缺點。 第五部分，步進電機人軟件設計 該部分是匯編語言程序設計的思路部分，在本論文中占有重要的地位；這里列出了程序的相關功能，對于那些對匯編語言陌生人來說，也能夠比較清楚程序的功能。 3） 網上搜索相關資料，與老師討論相關問題。近年來由于微型計算機方面的快速發(fā)展，優(yōu)點明顯的步進電機被廣泛應用在電子計算機的許多外圍設備中，例如打印機，紙帶輸送機構，存儲器存取機構等，步進電機也在軍用儀器，通信和雷達設備，數控機床，醫(yī)療設備及自動繪圖儀，數字控制系統(tǒng)，以及許多航天工業(yè)的系統(tǒng)中得到應用。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。 注意中英文中的標點符號、空格，請認真修改。 H 湖南科技學院畢業(yè)設計（論文）指導過程記錄表