【導(dǎo)讀】印機等辦公自動化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。應(yīng)的按鍵實現(xiàn)以上功能，并且步進電機的工作狀態(tài)要用相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示出來。硬件進行了調(diào)試，同時介紹了調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題以及解決問題的方法。有思路明確、可靠性高、穩(wěn)定性強等特點，通過調(diào)試實現(xiàn)了上述功能。課題研究的目的和意義··························································2. 國內(nèi)外研究概況···································································2. 論文的主要研究內(nèi)容·····························································3. 第2章步進電機與單片機簡介···········································4

　　

【正文】 到 12V 和 5V的電壓。 電路板焊接好以后，首先要檢查一 下電路設(shè)計是否合理、元器件焊接 是否正確，焊接好以后需要仔細檢查。 用萬用表分別檢測從 7812 和 7805 第三個端口出來的是否是12V 和 5V，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 7805 兩端電壓正常， 7812 兩端電壓非常不穩(wěn)定。用萬用表仔細檢查了每根線，發(fā)現(xiàn)了原因，電路板存在虛焊的現(xiàn)象。 再次將電路板焊好，檢查好以后，用萬用表檢測兩端輸出電壓，結(jié)果正確，電源準(zhǔn)備工作完畢 。 步進電機轉(zhuǎn)動錯誤及解決方法 步進電機一 開始不能正常轉(zhuǎn)動，以為是電路焊接有問題，為了防止再次出現(xiàn)虛焊，首先將電路板用萬用表檢查了一遍，沒問題。程序也是正確的。后來 仔細看了步 進電機工作原理，原來步進 電機要正常實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，四個相序必須弄清。 把電機接上電源，用高電平分別接觸電機的引線，每接觸一下電機就會向前或向后轉(zhuǎn)動一下，經(jīng)過幾次試驗，終于搞清了電機的四個相序，排列順序分別是 1— A， 2— C， 3— B， 4— D。 弄清了相序，把電路板重新布線，焊接好，結(jié)果電機能夠正常轉(zhuǎn)動了。 第 30 頁 共 40 頁 結(jié)論與展望 本次畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)步進電機的啟停、正反轉(zhuǎn)以及速度的調(diào)節(jié)，通過本次畢業(yè)設(shè)計加強了我對軟件編程和硬件設(shè)計的掌握，并且熟悉了 ULN20 74ls11 等芯片。 步進電機在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。它可以把脈 沖信號 轉(zhuǎn)換成角位移 ，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等 ，所以說步進電機有著廣闊的市場和遠大的發(fā)展前景。 第 31 頁 共 40 頁 參考文獻 [1]張友德 .單片微型機原理、應(yīng)用與實驗 [M].上海 :復(fù)旦大學(xué)出版社， 2020. [2]李夙 .異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1998. 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[13] 康晶 .采 用 反 饋 控 制 的 步 進 電 機 高 低 壓 驅(qū) 動 電 路 [J]. 電 力 電 子 技術(shù) ,2020,37(1):6162,65. 第 32 頁 共 40 頁 致謝 首先誠摯的感謝我的論文指 導(dǎo)老師 何忠勝 老師，從選題的確定、 論文的 寫作、修改到最后定稿過程中，自始至終都傾注著老師的心血。特別是他 多次詢問寫作進程，并為我指點迷津，幫助我開拓思路，老師以嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)之道、寬厚仁慈的胸懷、積極樂觀的生活態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)、孜孜 以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神為我樹立了一輩子學(xué)習(xí)的典范，他的教誨與鞭策將激勵我在學(xué)習(xí)和生活的道路上勵精圖治，開拓創(chuàng)新。他 淵博的知識、開闊的視野和敏銳的 思維給了我深深的啟迪。我以最誠摯的心意感謝何忠勝老師。 在畢業(yè)設(shè)計期間，我要感謝許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗和知識的老師，教會我正確的思 考方式。同時 ,也要感謝在論文寫作過程中，幫助過我、并且共同奮斗三 年的大學(xué)同學(xué)們，能夠順利完成論文，離不開他們的幫助，在此表示最深的謝意。 第 33 頁 共 40 頁 附錄 附錄 1：源程序清單 QIAN EQU 40H HOU EQU 41H JIA EQU 42H JIAN EQU 43H TING EQU 44H ORG 000H LJMP MAIN ORG 003H LJMP DUAN /// 外部中斷 0 ORG 0030H MAIN: ///初始化 MOV R0,0FH MOV 10H,01H MOV 11H,03H MOV 12H,02H MOV 13H,06H MOV 14H,04H MOV 15H,0CH MOV 16H,08H MOV 17H,09H MOV 20H,50 MOV 21H,40 MOV 22H,30 MOV 23H,20 第 34 頁 共 40 頁 MOV 24H,10 MOV 25H,5 MOV R1,20H MOV IE,10000001B CLR QIAN CLR HOU CLR JIA CLR JIAN CLR TING MOV A,@R1 MOV R2,A SETB IT0 ////邊沿觸發(fā)形式 LOOP1:JNB QIAN ,LOOP2 ACALL FRONT1 LOOP2:JNB HOU,LOOP1 ACALL BACK1 DUAN: MOV A,P0 CPL A ANL A,1FH ///去高三位，使按下去的一位為 1 CJNE A,00H,CHA AJMP DUAN CHA: ACALL DELAY10MS MOV A,P0 CPL A ANL A,1FH JZ DUAN ///為零轉(zhuǎn)移 ACALL ZHAO RETI ZHAO:MOV A,P0 //查找是哪一位，下面置 1 第 35 頁 共 40 頁 JNB ,FRONT JNB ,BACK JNB ,FAST JNB ,SLOW JNB ,STOP FRONT:SETB QIAN RET BACK: SETB HOU RET FAST: SETB JIA RET SLOW: SETB JIAN RET STOP: SETB TING RET FRONT1:CLR QIAN CLR HOU CLR JIA CLR JIAN CLR TING INC R0 ///前進子程序 R0 用于給 P2 口送不同的值 MOV P2,@R0 MOV A,@R1 MOV R2,A /// R2 用于延時不同的時間 ACALL DELAY CJNE R0,17H,XIA MOV R0,10H XIA: JB QIAN,HUI //回主程序 ////////XIA 子程序用于過度 JB HOU, HUI JB TING,HUI 第 36 頁 共 40 頁 JNB JIA,XIA1 ACALL JIA1 XIA1: JNB JIAN,XIA2 ///XIA 子程序用于過度 ACALL JIAN1 JB TING ,HUI XIA2: AJMP FRONT1 HUI : RET //返回主程序 JIA1: CJNE R1,25H,XIA3 /// 加速 RET XIA3: INC R1 RET BACK1: CLR QIAN //后退 CLR HOU CLR JIA CLR JIAN CLR TING CJNE R0,0FH ,XIA8 MOV R0,17H XIA8: DEC R0 MOV P2,@R0 MOV A,@R1 MOV R2,A ACALL DELAY CJNE R0,10H,XIA5 MOV R0,17H XIA5: JB QIAN,HUI JB TING,HUI JB HOU ,HUI JNB JIA, XIA6 第 37 頁 共 40 頁 ACALL JIA1 XIA6: JNB JIAN,XIA7 ACALL JIAN1 XIA7: AJMP BACK1 JIAN1: CJNE R1,20H,XIA4 //減速 RET XIA4: DEC R1 RET DELAY10MS: MOV R3,20 D1: MOV R4,250 DJNZ R4,$ DJNZ R3,D1 RET DELAY: MOV R5,50 //根據(jù) r2 的狀態(tài)調(diào)整 步進電機的每一步的時間 D2: MOV R6,150 D3: DJNZ R6,$ DJNZ R5,D2 DJNZ R2,DELAY RET END 第 38 頁 共 40 頁 附錄 2： 解釋 步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 步進電機不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用專用設(shè)備 —— 步進電機驅(qū)動器 .步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的性能，除與電機本身的性能有關(guān)外，也在很大 程度上取決于驅(qū)動器的優(yōu)劣。典型的步進電機驅(qū)動系統(tǒng)是由步進電機控制器、步進電機驅(qū)動器和步進電機本體三部分組成。步進電機控制器發(fā)出步進脈沖和方向信號，每發(fā)一個脈沖，步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個步距角，即步進一步。步進電機轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速、啟動或停止都完全取決于脈沖的有無或頻率的高低?？刂破鞯姆较蛐盘枦Q定步進電機的順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。通常，步進電機驅(qū)動器由邏輯控制電路、功率驅(qū)動電路、保護電路和電源組成。步進電機驅(qū)動器一旦接收到來自控制器的方向信號和步進脈沖，控制電路就按預(yù)先設(shè)定的電機通電方式產(chǎn)生步進電機各相勵磁繞組導(dǎo)通或截止信號?？刂齐娐份敵龅男盘柟β屎艿停荒芴峁┎竭M電機所需的輸出功率，必須進行功率放大，這就是步進電機驅(qū)動器的功率驅(qū)動部分。功率驅(qū)動電路向步進電機控制繞組輸入電流，使其勵磁形成空間旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。保護電路在出現(xiàn)短路、過載、過熱等故障時迅速停止驅(qū)動器和電機的運行。 通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖 ，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 步進電機的種類： 永磁式（ PM) .磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為 度 或15 度；多用于空調(diào)風(fēng)擺上。 第 39 頁 共 40 頁 反應(yīng)式（ VR),國內(nèi)一般叫 BF，常見的有三相反應(yīng)式，步距角為 度；也有五相反應(yīng)式。噪音大，無定為轉(zhuǎn)距已大量淘汰。 混合式（ HB),常見的有兩相混合式，五相混合式，三相混合式，四相 混合式，兩相跟四相可以通用驅(qū)動器，五相跟三相必須使用各自的驅(qū)動器； 兩相、四相混合式步距角多是 度，具有小體積，大力距，低噪音； 五相混合式步進電機一般為 度，電機步距角小，分辨率高，但是驅(qū)動電路復(fù)雜，接線麻煩，如 5 相十線制。 三相混合式步進電機步距角為 度，但是使用中要按 度計算，三相混合式步進電機擁有比兩相混合式，五相混合式更多的磁極，有利于電機夾角的對稱，因此可以比兩相，五相精度更高，誤差更小，運行更平穩(wěn)。 步進電機的保持轉(zhuǎn)距：指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子 的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。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。比如，當(dāng)人們說 的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為 。 步進電機的精度：步進電機的精度為步進角的 35%，且不累積。 空載啟動頻率：即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的情況下，啟動 頻率應(yīng)更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。 步距角：就是發(fā)送一個脈沖，電機對應(yīng)轉(zhuǎn)動的角度。 定位轉(zhuǎn)距：定位轉(zhuǎn)矩是指步進電機不通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。 運行頻率：步進電機能不失步運行的最高頻率。 細分驅(qū)動器： 步進電機細分驅(qū)動器的主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉(zhuǎn)精度。減少噪音。如對于步距角為 176。（整步）兩相混合式步進電機，如果細分驅(qū)動器的細分數(shù)為 8，那么電 機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖176。，電機的精度能否達到或接近 176。，還取決于細分驅(qū)動器的細分電流控制精度等其他因素，細分數(shù)越大精度越難控制。 第 40 頁 共 40 頁