【正文】 （ PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（ HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 功率式：輸出力矩在 5～ 以上，可以直接驅(qū)動(dòng)大負(fù)載。 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 本課論文的意義及內(nèi)容 現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)已被廣泛使用，但步進(jìn)電機(jī)不能像直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用，它必須有雙環(huán)型脈沖信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 步進(jìn)電機(jī)有多種不同的結(jié)構(gòu)形式。 此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè) 設(shè)計(jì)第一階段的主要工作是，學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)，了解單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上選擇了使用 8051單片機(jī)作為核心設(shè)計(jì)，并學(xué)習(xí) 74LS164模擬電子技術(shù)等方面的知識(shí)。s attention and concern, is widely used and fast development. In China, the SCM has been widely used in industrial automation and control, automatic detection, intelligent instruments and meters, household appliances, power electronics, electromechanical integration equipment and other aspects. In this paper, MCS51 microcontroller to control the stepper motor, stepper motor control are introduced system, drive circuit and LED display circuit design, including hardware, system design and system software design, to achieve the stepper motor control system an automatic control system, key to the microcontroller through the delivery control signal to control the stepper motor speed and reversing, the stepper motor control system design, focuses on the pulse generator circuit and the speed control, the system is low cost and convenient control features. With MCSC51 microcontroller instruction to implement software programming some of the test, the system can achieve these functions. Keywords: MCS51,Stepping Motor, Control system 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) III 目錄 摘要 ............................................................................................................ I Abstract ...................................................................................................II 目錄 ......................................................................................................... III 前言 ........................................................................................................... 1 1 緒論 ....................................................................................................... 2 步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 ..................................................... 2 單片機(jī)的發(fā)展概況 及現(xiàn)狀 ......................................................... 2 本課論文的意義及內(nèi)容 ............................................................. 3 2 步進(jìn)電機(jī)概述 ........................................................................................ 4 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................................................. 4 步進(jìn)電機(jī)分類 ............................................................................. 4 步進(jìn)電機(jī)工作原理 ..................................................................... 5 基本原理 ................................................................................ 6 轉(zhuǎn)速控制原理 ........................................................................ 6 步進(jìn)電機(jī)加減速控制 ........................................................... 7 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 ............................................................... 9 步進(jìn)電機(jī)的位置控制 ................................................................ 10 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ................................................................ 11 3 單片機(jī)概述 ......................................................................................... 12 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................................................. 12 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) ................................................................... 13 MCS51 單片機(jī)的引腳及其功能 .......................................... 14 MCS51 存儲(chǔ)器 ...................................................................... 16 .1 MCS51 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 .................................................. 16 對(duì) 8051 擴(kuò)展的外部程序存儲(chǔ)器 ....................................... 18 MCS51 存儲(chǔ)器 ...................................................................... 20 4 控制系統(tǒng) .............................................................................................. 22 步進(jìn)電機(jī)接線及驅(qū)動(dòng)電路模塊 ............................................... 22 數(shù)碼顯示 ................................................................................. 23 數(shù)碼線線路選用 .................................................................. 23 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) IV 數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)電路設(shè)計(jì) .......................................................... 23 按鍵電路設(shè)計(jì) ................................................................... 24 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................. 25 設(shè)計(jì)框圖 ................................................................................. 25 程序流程圖 ............................................................................. 26 程序代碼 ................................................................................. 26 總結(jié) ......................................................................................................... 31 致謝 ......................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 34 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 前言 步進(jìn)電機(jī)最早是在 20世紀(jì) 20年代由英國(guó)人開發(fā)的， 50年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，收到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。 步進(jìn)電機(jī)是一種通過(guò)電脈沖信號(hào)控制相繞組電流實(shí)現(xiàn)定角轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)電元件 ,與其他類型電機(jī)相比具有易于開環(huán)精確控制、無(wú) 積累誤差等優(yōu)點(diǎn) ,在眾多領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。 通過(guò)教師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，成功完成單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化裝備，辦公自動(dòng)化設(shè)備中有這廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)，控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，有力地推動(dòng)了步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，提高了步進(jìn)電機(jī)的高性能伺服控制的設(shè)計(jì)方法與具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，反映了步進(jìn)電機(jī)伺服控制技術(shù)的最新發(fā)展。利用單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，安全，以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)不同的分類方式，可將步進(jìn)電機(jī)分為多種類型。如圖 所示，這是一臺(tái)典型的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。 步進(jìn)電機(jī)加減速控制 速度控制的加、減控制是最基本的控制。但實(shí)際應(yīng)用對(duì)啟動(dòng)段的處理可采用直線擬合的方法。 1. 速度轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡量短：為了縮短速度轉(zhuǎn)換的時(shí)間，可以采用建立數(shù)據(jù)表的方法。電機(jī)處于自由無(wú)力矩狀態(tài)，當(dāng)此信號(hào)為高電平時(shí)或懸空不接時(shí)