【正文】 步進(jìn)電機(jī)控制（包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配）使用軟件方法，即用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，這樣既簡(jiǎn)化了電路，也減低了成本。JS5:MOV A,3AH。INC R0。MUL AB。ABC:DB 01H 03H 02H 06H 04HRETJS:MOV R0,35。MOV P0 A。初始R3=35H,RR2都有初始值。而定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率 決定了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω。設(shè)起點(diǎn)A的坐標(biāo)為（0,0）通過兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別控制XY軸使得軌跡達(dá)到B點(diǎn)（34,34）。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。如果采用非線性加、減速曲線，要用離散法將加減速曲線離散化，將離散所得的轉(zhuǎn)速序列所對(duì)應(yīng)的定時(shí)常數(shù)序列，做成表格存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器重。采用指數(shù)加、減速曲線或S形（分段指數(shù)曲線）加、減速曲線是最好的選擇。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從A點(diǎn)到B點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)，要經(jīng)歷升速，恒速，減速過程，如果啟動(dòng)時(shí)一次將速度升到給定速度，由于啟動(dòng)頻率超過極限啟動(dòng)頻率，步進(jìn)電機(jī)就有失步現(xiàn)象，因此會(huì)造成不能正常啟動(dòng)，如果到終點(diǎn)時(shí)突然停下來，由于慣性作用 ，步進(jìn)電機(jī)會(huì)發(fā)生過沖現(xiàn)象，會(huì)造成位置精度降低。定時(shí)器法利用定時(shí)器進(jìn)行工作，為了產(chǎn)生步進(jìn)脈沖，要根據(jù)給定的脈沖頻率和單片機(jī)的機(jī)器周期來計(jì)算定時(shí)常數(shù)，這個(gè)定時(shí)器決定了定時(shí)時(shí)間，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到而使定時(shí)器產(chǎn)生溢出時(shí)發(fā)生中斷，這樣就可以得到一個(gè)給定頻率的方波輸出，改變定時(shí)常數(shù)，就可以改變方波的頻率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。）以防強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。8713是屬于單極性控制，用于控制三相和四相步進(jìn)電機(jī)，我們選擇的是三相六拍工作方式。CA 反轉(zhuǎn): A174。 TTL 0 ～ 5V CMOS 0 ～ 10V 接通和斷開時(shí)間可用延時(shí)的辦法控制。高低壓驅(qū)動(dòng)功率接口也有兩個(gè)輸入控制信號(hào)Uh和Ul，它們應(yīng)保持同步，且前沿在同一時(shí)刻跳變，高壓管VTH的導(dǎo)通時(shí)間tl不能太大，也不能太小，太大時(shí)，電機(jī)電流過載；太小時(shí)，動(dòng)態(tài)性能改善不明顯。這種功率接口需要兩個(gè)控制信號(hào)，Uh為高壓有效控制信號(hào)，U為脈沖調(diào)寬驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。在電機(jī)繞組回路中串有電阻Rs，使電機(jī)回路時(shí)間常數(shù)減小，高頻時(shí)電機(jī)能產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，還能緩解電機(jī)的低頻共振現(xiàn)象，但它引起附加的損耗。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩隨連續(xù)運(yùn)行頻率的上升而下降下。1. 多相勵(lì)磁法：采用多相勵(lì)磁會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，會(huì)削弱或消除振蕩現(xiàn)象。例如，步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，如果脈沖的頻率較高，由于電動(dòng)機(jī)來不及獲得足夠的能量，使其無法令轉(zhuǎn)子跟上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，所以引起失步。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在共振區(qū)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率接近步進(jìn)電機(jī)的振蕩頻率fo或振蕩頻率的分頻或倍頻，這會(huì)使振蕩加劇，嚴(yán)重時(shí)造成失步。9. 運(yùn)行頻率：指拖動(dòng)一定負(fù)載使頻率連續(xù)上升時(shí)，步進(jìn)電機(jī)能不失步運(yùn)行的極限頻率。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。BC174。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成本等多方面考慮，市場(chǎng)上一般以二、三、四、五相為多。如按A，C，B，A……通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。而對(duì)于三相步進(jìn)電機(jī)來說，當(dāng)某一相得磁極處于最大磁導(dǎo)位置時(shí)，另外兩相必須處于非最大磁導(dǎo)位置，即定子和轉(zhuǎn)子不對(duì)齊位置，這種現(xiàn)象被稱為錯(cuò)齒。 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu) 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，步進(jìn)電機(jī)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)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。4. 步進(jìn)電機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。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)。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)。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(chǎng)合步進(jìn)電機(jī)用得最多。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)。畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 完成日期 年 月摘 要步進(jìn)電機(jī)是一種純粹的數(shù)字控制電機(jī)，是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。關(guān)鍵詞: 步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，正反轉(zhuǎn)控制，加減速控制，XY工作臺(tái)目 錄第一章 緒論 1 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 1 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景 1 本文研究?jī)?nèi)容 2第二章 步進(jìn)電機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)、工作原理及特性 3 步進(jìn)電機(jī)的概念 3 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) 3 步進(jìn)電機(jī)的分類 4 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 4 步進(jìn)電機(jī)的常用術(shù)語 7 步進(jìn)電機(jī)的振蕩和失步 7 阻尼方法 8 步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性 9第三章 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 10 單電壓功率驅(qū)動(dòng)接口 10 雙電壓功率驅(qū)動(dòng)接口 11 高低壓功率驅(qū)動(dòng)接口 11第四章 步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制 13 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)組成 13 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理 13 脈沖分配 14 步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口電路 16第五章 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制 17 步進(jìn)電機(jī)的速度控制 17 步進(jìn)電機(jī)的位置控制 17 步進(jìn)電機(jī)的加減速控制 18第六章 步進(jìn)電機(jī)的XY工作臺(tái) 20 設(shè)計(jì)目標(biāo) 20 X、Y工作臺(tái)的傳動(dòng)方式 20 程序框圖 22 匯編程序 24設(shè)計(jì)總結(jié) 26致 謝 27參考文獻(xiàn) 2829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。 步進(jìn)電機(jī)的外觀圖 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。國外在小功率的場(chǎng)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)。 本文研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)主要是研究基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制，采用單片機(jī)AT89C51和脈沖分配器PMM8713控制步進(jìn)電機(jī)在三相六拍工作方式下的啟?？刂疲崔D(zhuǎn)控制和加減速控制，以實(shí)現(xiàn)基于步進(jìn)電機(jī)的XY工作臺(tái)兩點(diǎn)間的位移控制。從原理上講，步進(jìn)電機(jī)是一種低速同步電動(dòng)機(jī)。5. 由步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常的可靠。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。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。 工作原理 步進(jìn)電機(jī)三相接線圖，UVW1接電源，分別有三個(gè)開關(guān)控制，UVW2分別接地。 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。 工作方式（三相）1. 單三拍：通電順序?yàn)? A174。C174。4. 失調(diào)角：指轉(zhuǎn)子偏離零位的角度。10. 單步響應(yīng)：指步進(jìn)電機(jī)在帶電不動(dòng)的情況下，改變一次脈沖電壓，轉(zhuǎn)子由起動(dòng)到停止的運(yùn)動(dòng)軌跡。振蕩失步的過程可描述如下：在第一個(gè)脈沖到來后，轉(zhuǎn)子經(jīng)歷了一次振蕩。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)啟動(dòng)頻率啟動(dòng)時(shí)，肯定會(huì)產(chǎn)生失步。2. 變頻變壓法：步進(jìn)電機(jī)在高頻和在低頻時(shí)轉(zhuǎn)子所獲得的能量不一樣，在低頻時(shí)繞組中的電流上升時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子獲得的能量大，因此容易產(chǎn)生振蕩，在高頻時(shí)則相反。電