【正文】 元件。 關(guān)鍵詞 ： 步進電機 。 此外 ， 單 片 機 在 工 商 ， 金融 ， 科 研 、教 育 ， 國 防 航 空 航 天 等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途 。本 文 闡 述 了 步 進 電 機 的 基 本知 識 和 特 性 ，提 出 了 基 于 單 片 機 控 制 和 集 成 電 路 驅(qū) 動 的 步 進 電 機 控制實現(xiàn)方法以及軟硬件設(shè)計方法。 本 次 設(shè) 計 的 步 進 電 機 控 制 系 統(tǒng) 以 PC機 作 為 上 位 機 ，以 單 片 機 作為 下 位 機 ，可 使 上 位 機 能 夠 將 經(jīng) 過 處 理 的 控 制 指 令 和 參 數(shù) 發(fā) 送 到 下位 機 ，保 證 下 位 機 能 夠 準(zhǔn) 確 、及 時 地 發(fā) 出 控 制 信 號 ，通 過 驅(qū) 動 器 驅(qū)動 步 進 電 機 上 作 。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(yīng)用于各種開環(huán)控制。 步進電機的基本參數(shù) ： 電機固有步距角表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。 /176。 （ HOLDING TORQUE）： HOLDING TORQUE 是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。以 5 相步進電機為例：其定位基本單位 (分辨率 )為 176。械式的剎車，也能做到停止位置的保持。 步進電機參數(shù)指標(biāo)及指標(biāo)術(shù)語 步進電機的動態(tài)指標(biāo) （ 1)步距角精度： 步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。 （ 6） 運行矩頻特性： 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性 ，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。 雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音 。執(zhí)行機構(gòu)的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對象的實際情況確定。例如：四相步進電機的四拍工作方式，其各相通電順序為 ABC－ D,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A,B,C,D 或者 D,C,B,A 相的通斷。系統(tǒng)可用兩種辦法實現(xiàn)步進電機的速度控制 。當(dāng)定時器溢出時 ,定時器產(chǎn)生中斷 ,系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時中斷子程序。在控制過程中 ,采用離散辦法逼近理想升降速曲線。由于集成電路集驅(qū)動和保護于一體，作為小功率步進電動機的專用驅(qū)動芯片，使用起來非常方便。通過比較，使用 ULN2021 芯片充分發(fā)揮了它的功能，能穩(wěn)定地驅(qū)動步進電機，且價格不高，故選用 ULN2021 驅(qū)動電機。 硬件設(shè)計 根據(jù)總體方案的設(shè)計分析，選擇 AT89C51 單片機， ULN2021 驅(qū)動芯片，和型號為 42D130 步距角為 度，繞組線圈的電阻為每相 歐姆的四相步進電機來組建控制系統(tǒng)。 圖 （ 2） 167。若系統(tǒng)要求實時性比較強，則可采用硬件。 本系統(tǒng)編程部分工作采用 KELIC51語言完成，采用模塊化的設(shè)計方法 。由此可見 , 其靈活性及適應(yīng)性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的步進電機控制器。對定時器置初值 3CB0H 可定時 50ms，即系統(tǒng)時鐘精度可達 。 if(n==speed) { n=0。 } else if(direction == 1) { i。如果勵磁頻率選擇不當(dāng) ,電機不能達到新的要求位置 ,那么實際的負(fù)載位置相對控制器所期待位置會出現(xiàn)永久性誤差 ,也就是會產(chǎn)生“ 失步 ” 和 “ 過沖 ” 現(xiàn)象。在今后的人生道路上要不畏艱難，堅定執(zhí)著的去追尋我的夢想。 通過兩個多月自己的學(xué)習(xí)和實踐，以及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，終于完成了多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計。 } P1_0 = pulse[i][0]。 if(i==200) { direction=direction。 167。 167。 上下位機功能設(shè)計 上位主機部分的主要功能包括用戶界面管理、步進電機運行狀態(tài)監(jiān)視其發(fā)送控制指令的程序流程圖如圖 3 所示 , 它采用查詢方式發(fā)送命令 , 用戶輸入指令后 , 由計算機查詢單片機是否可以接收指令 , 若可以 接收 , 則發(fā)送用戶的指令 , 如果此時單片機還沒空 , 就計時等待一段時間 ,在等待期間 , 不斷詢問單片機是否可以接收命令 , 如果計時滿 , 單片機還不能接收指令 , 則報告出錯信息 , 并顯示給用戶。換言之，要求整個應(yīng)用軟件必須在一個采樣周期內(nèi)處理完畢。系統(tǒng)軟件的主要任務(wù)是：管理整個控制系統(tǒng)的全過程，比如， POWERUP 自診斷功能， KEYINPIT 的管理功能， PRINTER OUTPUT 報表功能， DISPLAY 功能等等。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程 可擦除只讀存儲器的單片機。 167。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。其流程圖如圖 4 所示。由于從定時器裝載完重新起動開始至定時器申請中斷止 ,有一定的時間間隔 ,造成定時時間增加。延時子程序的延時時間與換向程序所用的時間和就是 CP 脈沖的周期。 (3)控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。選擇時應(yīng)考慮以下幾個問題：被控對象參數(shù)的數(shù)量；各輸入 /輸出通道是 串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據(jù)的傳遞速率；各通道數(shù)據(jù)的字長及選擇位數(shù)；對顯示、打印有何要求；畫出整個系統(tǒng)原理圖。 確定單片機控制系統(tǒng)總體方案，是進行系統(tǒng)設(shè)計最重要、最關(guān)鍵的一步。常用 m 表示。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng) 在 15%以內(nèi)。 、不必依賴傳感器定位： 步進電機的控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，不需要速度感應(yīng)器 (ENCODER、轉(zhuǎn)速發(fā)電機 )及位置傳感器 (SENSOR)，就能以輸入的脈波做速度及位置的控制。 (半步級 )，是非常小的；停止定位精度誤差皆在177。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功 率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。 /176。 /176。 永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15度。 同 時 可 以 通 過 單 片 機 采 集 手 輪 發(fā) 出 的 信 號 對 電 機 進 行同 步 控 制 。 近些年來 ， 由 于 步 進 電 機 的 控 制 精 度 不 斷 提 高 ， 越 來 越 多 有 較高 控 制 精 度 要 求 的 系 統(tǒng) 也 開 始 采 用 步 進 電 機 。綜 合 所 述 ，單 片 機 已 成 為 計 算 機 發(fā) 展 和 應(yīng) 用 的一 個 重 要 方 面 。PC 機 一、 前言 單 片 機 具 有 體 積 小 、功 耗 低 、控 制 功 能 強 、擴 展 靈 活 、微 型 化和 使 用 方 便 等 優(yōu) 點 ， 廣 泛 應(yīng) 用 于 儀 器 儀 表 中 ， 結(jié) 合 不 同 類 型 的