【正文】 3相6拍外形尺寸(mm)重量kg轉子轉動模量外直徑長度軸直徑9012591764由上表可知，176。，由θb=θz/N = 2π/NZ可得知步進電機的齒數(shù)為40。步進電機的軸周長為C= 2πR= πD=9π，176。設起點A的坐標為（0,0）通過兩臺步進電機分別控制XY軸使得軌跡達到B點（34,34）。 步進電機的運動坐標分配表電機編號坐標(mm)步進電機01(X)00171734步進電機02(Y)017173434 步進電機絲杠連動運動軌跡圖，由圖可知，步進電機走的不是直線，而是折線。下面根據(jù)基于XY軸的步進電機控制系統(tǒng)的原理對機床工作臺移動的移動量、速度和移動方向進行控制三個方面進行介紹。數(shù)控機床控制系統(tǒng)發(fā)出的 個進給脈沖，經(jīng)驅動線路之后，變成控制步進電機定子繞組通電、斷電的電平信號變化次數(shù) ，使步進電機定子繞組的通電狀態(tài)變化 次。由步進電機工作原理可知，定子繞組通電狀態(tài)的變化次數(shù) 決定了步進電機的角位移 , ( 即步距角)。該角位移經(jīng)絲杠、螺母之后轉變?yōu)楣ぷ髋_的位移量 ， (t為螺距)。即進給脈沖的數(shù)量 →定子繞組通電狀態(tài)變化次數(shù) →步進電機的轉角 →工作臺位移量 。機床控制系統(tǒng)發(fā)出的進給脈沖的頻率 ，經(jīng)驅動控制線路之后，表現(xiàn)為控制步進電機定子繞組通電、斷電的電平信號變化頻率，也就是定子繞組通電狀態(tài)變化頻率。而定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率 決定了步進電機轉子的轉速ω。該轉子轉速ω經(jīng)絲杠螺母轉換之后，體現(xiàn)為工作臺的進給速度v。即進給脈沖的頻率 →定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率 →步進電機的轉速ω→工作臺的進給速度v。當控制系統(tǒng)發(fā)出的進給脈沖是正向時，經(jīng)驅動控制線路，使步進電機的定子各繞組按一定的順序依次通電、斷電；當進給脈沖是負向時，驅動控制線路則使定子各繞組按與進給脈沖是正向時相反的順序通電、斷電。由步進電機的工作原理可知，通過步進電機定子繞組通電順序的改變，可以實現(xiàn)對步進電機正轉或反轉的控制，從而實現(xiàn)對工作臺的進給方向的控制。綜上所述，在步進電機控制系統(tǒng)中，輸入的進給脈沖的數(shù)量、頻率、方向，經(jīng)驅動控制線路和步進電機，轉換為工作臺的位移量、進給速度和進給方向，從而實現(xiàn)對位移的控制。 程序框圖根據(jù)設計任務，可畫出控制步進電機正反轉，加減速控制，工作方式為雙時鐘，程序框圖如下：是否是否否反轉=0？正轉加速步數(shù)減1極步數(shù)減1級步數(shù)=0？加速1級計算級步數(shù)加速步數(shù)=0？指針指向恒速減速步數(shù)減1級步數(shù)減1復位級步數(shù)=0？減速一級計算級步數(shù)減速步數(shù)=0？是 基于單片機的步進電機控制程序框圖 匯編程序本程序的資源分配如下：R0——中間寄存器；R1——儲存速度級數(shù)；R2——儲存級數(shù)步數(shù)；R3——加減速狀態(tài)指針，加速時指向35H，恒速時指向37H，減速時指向3AH。32H~34H——存放絕對參數(shù)（假設用3個字節(jié)），低位在前；35H、36H——存放加速總步數(shù)（假設2個字節(jié)），低位在前；37H~39H——存放恒速總步數(shù)（假設3個字節(jié)），低位在前；3AH、3BH——存放減速總步數(shù)（假設2個字節(jié)），低位在前；——正轉脈沖輸入；——反轉脈沖輸入；——正轉按鈕K1；——反轉按鈕K2；——加速按鈕K3；——減速按鈕K4；定時常數(shù)序列放在以ABC為起始地址的ROM中。初始R3=35H,RR2都有初始值。程序如下：ORG 0000HJNB ZZ。 JNB FZ。ZZ:INC R0 CJNE R0,06H ZZ1。 MOV R0,00H。ZZ1:MOV A,R0。MOV DPTR,ABC。MOVC A,@A+DPTR。MOV P0 A。FZ: DEC R0。 CJNE R0 0FFH,FZ1。MOV R0,05H 。FZ1:MOV A,R0。MOV DPTR,ABC。MOVC A,@A+DPTR。MOV P0,A。ABC:DB 01H 03H 02H 06H 04HRETJS:MOV R0,35。 CJNE@R0 0FFH,JS1。 INC R0。 DEC @R0。JS1:DJNC R2 JS2。 INC R1。MOV A R1。MOV B,N。MUL AB。MOV R2 A。JS2:MOV A,35H。ORL A,36H。JNB R3 37H。MOV R0 3AH。DEC @R0。CJNE @R0,0FFH,JS4。INC R0。DEC @R0。JS4:DJNC R2 JS5。DEC R1。MOV A,R1。MOV B,N。MUL AB。MOV R2,A。JS5:MOV A,3AH。ORL A,3B。JNB R3。RET。設計總結本設計通過單片機AT89C51和脈沖分配PMM8713來控制步進電機的正反轉，加減速，以實現(xiàn)基于XY軸坐標的步進電機的運動控制。利用步進電機的轉子的旋轉帶動所聯(lián)接的絲桿的旋轉，絲桿又帶動了XY工作臺進行直線位移。本設計實現(xiàn)了占用CPU時間少，效率高；易于控制步進電機的轉向轉速；提高了步進電機的步進精度等。再有，本設計過程考慮比較周全，系統(tǒng)中不僅采用光電隔離電路有效地抑制電磁干擾以提高系統(tǒng)的可靠性，而且還可以方便靈活地控制步進電機的運行狀態(tài)，以滿足不同用戶的要求，因此常把單片機步進電機控制電路稱之為可編程步進電機控制驅動器。步進電機控制（包括控制脈沖的產(chǎn)生和分配）使用軟件方法，即用單片機實現(xiàn)，這樣既簡化了電路，也減低了成本?；趩纹瑱C的步進電機控制系統(tǒng)性能優(yōu)于傳統(tǒng)的步進控制器，具有相應快，控制方便可靠等一系列優(yōu)點，在機電一體化、數(shù)模轉換裝置、計算機外圍設備、自動記錄儀、鐘表、印刷設備等中亦得到廣泛地應用，發(fā)展前景廣闊。致 謝參考文獻[1] 王曉明、 胡曉柏，電動機的單片機控制[M].北京航空航天大學出版社,2002年5月第1版：181208[2] 劉寶延、 程樹康，步進電動機及其驅動控制系統(tǒng) [M] .1997年11月第一版：134167[3] 史敬灼， 步進電動機伺服控制技術[M] .2007年3月第2版：2335[4] 李海濱、 片春媛、 許瑞雪， 單片機技術課程設計與項目實例[J]. 中國電力出版社,2009版：5665[5]劉國永, 陳杰平. 單片機控制步進電機系統(tǒng)設計. 安徽: 安徽技術師范學院學報, 2002, 16 (4) : 6163.[6]孫笑輝,韓曾晉. 減少感應電動機直接轉矩控制系統(tǒng)轉矩脈動的方法[J]. 電氣傳動, 2001 (1) : 811.[7]馮江華,陳高華,黃松濤. 異步電動機的直接轉矩控制[J]. 電工技術學報, 1999 (6) : 2933.[8]江一,朱凌,申仲濤. 異步電動機直接轉矩控制仿真研究[J]. 華北電力大學學報, 2003 (1) : 1013.[9]徐益民. 步進電機的單片機控制系統(tǒng)的設計[D].哈爾濱:黑龍江科技學院. 2005：4565[10]廖高華. 高性能步進電機控制系統(tǒng)的研制[D]. 西安:西安科技大學，2004：7698[11] 王福瑞. 單片機微機測控系統(tǒng)設計大全[M]. 北京:北京航空航天大學出版社, 1998：8790畢業(yè)設計報告評閱意見：評閱教師評分： 簽名： 年 月 日