【正文】 8. 步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能直接使用交流電源和直流電源。 5. 由步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常的可靠。 3. 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。從原理上講，步進(jìn)電機(jī)是一種低速同步電動(dòng)機(jī)。通俗一點(diǎn)講 ， 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī) 主要有 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī) 和 混合式步進(jìn)電機(jī)。除此之外步進(jìn)電機(jī)還具有以下一些優(yōu)點(diǎn)： （ 1）無(wú)刷：步進(jìn)電機(jī)是無(wú)刷結(jié)構(gòu)電機(jī)，與帶有換向器和電刷等易損部件的傳統(tǒng)有刷電機(jī)相比而言可靠性更高 ,因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的命； （ 2）與負(fù)載無(wú)關(guān)：不超載時(shí)步進(jìn)電機(jī)能夠按照設(shè)定的速度運(yùn)行； （ 3）動(dòng)態(tài)響應(yīng)快：易于啟動(dòng)、停止和反轉(zhuǎn)； （ 4）保持轉(zhuǎn)矩：停止時(shí)能夠自鎖； （ 5）無(wú)累積誤差：雖然步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步的角位移與標(biāo)稱(chēng)的步距角具有一定的誤差（ 3～ 5%）， 由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位 置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性 ，轉(zhuǎn)動(dòng)一周后累積的誤差和為零； （ 6）步距角與環(huán)境無(wú)關(guān)：步進(jìn)電機(jī)的固有步距角是由本身構(gòu)造決定的，與溫度、電壓、電流等使用環(huán)境無(wú)關(guān)； （ 7）易于控制：只需控制脈沖的頻率和個(gè)數(shù)，即可達(dá)到定位、調(diào)速目的； （ 8）價(jià)格低廉：步進(jìn)電機(jī)相對(duì)于同樣用于定位領(lǐng)域交、直流伺服電機(jī)而言具有較高的性價(jià)比； （ 9） 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正 比于脈沖數(shù)。 步進(jìn)電機(jī)正好能夠很好地符合這種需求，它是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換控制電機(jī)。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動(dòng)機(jī)，其振動(dòng)和噪聲較大，而五相和三相電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)勢(shì)性。同樣機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高 30％～ 40％。瑞士 ESCAP公司最近還研制出外徑僅 10mm的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在日本步進(jìn)電 5 動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量（含國(guó)外獨(dú)資公司）近 2 億臺(tái)。／ 176。 任何一種產(chǎn)品成熟的過(guò)程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡(jiǎn)化的過(guò)程（專(zhuān)、精度）。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類(lèi)便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。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(zhuān)業(yè)知識(shí) [3]。僅僅處于一種盲目的仿制階段。 70 年代初期，步進(jìn)電機(jī)的生產(chǎn)和研究都有所突破，除反映在驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方面的長(zhǎng)足進(jìn)步以外，對(duì)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)本 4 體的設(shè)計(jì)研究發(fā)展到一個(gè)較高的水平。而采用單片機(jī)的軟件和硬件結(jié)合進(jìn)行控制，運(yùn)用其強(qiáng)大的可編程和運(yùn)算功能，充分利用單片機(jī)的各種資源，能靈活的對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)其不同模式、步數(shù)、正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速等控制，如果需改變控制要求，一般只需改變軟件就能適應(yīng)新的環(huán)境，并且在本設(shè)計(jì)中利用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，把顯示電路和鍵盤(pán)電路有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，能做到一定的人機(jī)交換，而且為 了抗干擾，提高可靠性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。還比如為了適應(yīng)一些領(lǐng)域中高精度定位和運(yùn)行平穩(wěn)性的要求，出現(xiàn)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)，就包括振蕩器 、環(huán)行分配器控制的細(xì)分驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)斬波恒流驅(qū)動(dòng)、基于單片機(jī)的直流電壓驅(qū)動(dòng)三種常見(jiàn)驅(qū)動(dòng)方式，除上述三種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案之外，目前報(bào)道的驅(qū)動(dòng)方案還有根據(jù)匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)串行或并行通行的方式實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制器之間的數(shù)據(jù)通信，最終實(shí)現(xiàn)由 PC 機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)的方法。上世紀(jì) 80 年代以后，由于微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式變得更加靈活多樣。近年來(lái)由于微型計(jì)算機(jī) 方面的快速發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)的控制發(fā)生了革命性變革。 正是由于步進(jìn)電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。每來(lái)一個(gè)脈沖電壓，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，稱(chēng)為一步。步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)變成直線位移或角位移的控制電機(jī)，其位移速度與脈沖頻率成正比，位移量與脈沖數(shù)成正比。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類(lèi)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán) 格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 1950 年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，這對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。通過(guò) AT89C51 和雙全橋步進(jìn)電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片L298N 完成步進(jìn)電機(jī)的各種運(yùn)行控制方式，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在四相八拍的工作方式下的正反轉(zhuǎn) 0— 999 任意角度控制和加減速 1— 8 級(jí)調(diào)速等各種控制。 會(huì)議主持人： 張新安 記 錄 人： 唐 云 2020 年 5 月 18 日 N 答 辯 小 組 意 見(jiàn) 評(píng)語(yǔ)： 評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 系 學(xué) 位 委 員 會(huì) 意 見(jiàn) 評(píng)語(yǔ)： 論文（設(shè)計(jì)）最終評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 系部 （公章） 年 月 日 校 學(xué) 位 委 員 會(huì) 意 見(jiàn) 評(píng)語(yǔ)： 評(píng)定等級(jí)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 I 目 錄 緒論 ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 2．介紹一下步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的電路設(shè)計(jì)？（張新安老師） 答：細(xì)分控制的電路一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡(jiǎn)單，但效率低；另一類(lèi)是用單片機(jī)采用數(shù)子脈寬調(diào)制的方法獲得階梯電流，這種方法需要復(fù)雜的計(jì)算可使細(xì)分后的步距角一致。 10 論文篇幅 10000 字左右。 5 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 10 綜合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)闡述問(wèn)題；能對(duì)查閱的資料進(jìn)行整理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證 。 L 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī) 評(píng)審基元 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 評(píng)閱教師 實(shí)評(píng)分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)特 點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的目的。 15 寫(xiě)作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。 5 研究方法和手段的運(yùn)用能力 能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信息。 10 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)絲杠連動(dòng)，帶動(dòng) XY 工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從起點(diǎn) A 點(diǎn)到預(yù)定點(diǎn) B 點(diǎn)的位移控制，以實(shí)現(xiàn)基于 XY 軸坐標(biāo)的步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。 學(xué) 生 簽 名： 2020 年 5 月 15 日 指導(dǎo)教師簽名： 2020 年 5 月 15 日 答辯小組組長(zhǎng)意見(jiàn) 組長(zhǎng) (簽名 )： 年 月 日 注：本表與畢業(yè)論文一起裝訂存檔。 學(xué) 生 簽 名： 2020 年 2 月 5 日 指導(dǎo)教師簽名： 2020 年 2 月 5 日 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（三 ) 下任務(wù)書(shū)，指導(dǎo)、檢查開(kāi)題報(bào)告書(shū)。 文中中文摘要、英文摘要的篇幅太長(zhǎng)，應(yīng)保持在 300 至 500 字左右； 參考文獻(xiàn)格式不對(duì)，請(qǐng)認(rèn)真閱讀《撰寫(xiě)規(guī)范》。 下一步的工作： 進(jìn)一步完善步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的功能模塊設(shè)計(jì)； 完成步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)功能的程序設(shè)計(jì)編寫(xiě)； 進(jìn)行調(diào)試和仿真，實(shí)現(xiàn)既定功能和要求； 在不影響總體的基礎(chǔ)上，用相關(guān)步進(jìn)電機(jī)試驗(yàn)箱進(jìn)行仿真演示； 同時(shí)繼續(xù)論文的寫(xiě)作工作，找出錯(cuò)誤，完善論文； 存在問(wèn)題： 全文的字體、大小、行距某些地方還存在不足，請(qǐng)認(rèn)真閱讀《撰寫(xiě)規(guī)范》。 2．介紹一下你的設(shè)計(jì)的思路？（梁曉琳老師） 答：本論文應(yīng)用單片機(jī) AT89C5鍵盤(pán)編碼器 MM74C922芯片、雙全橋步進(jìn)電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片 L298N等，構(gòu)建了步進(jìn)電機(jī)控制 器和驅(qū)動(dòng)器為一體的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在兩相四拍的工作方式下的正反轉(zhuǎn) 0— 999 任意角度控制和加減速 1— 8 級(jí)調(diào)速等各種控制。 5) 仔細(xì)閱讀研究并綜合各種相關(guān)信息，展開(kāi)論述。 主要措施： 1） 在圖書(shū)館查閱、借閱各種相關(guān)書(shū)籍學(xué)術(shù) 期刊。 第三部分，步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 在此部分通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、單片機(jī)控制及 運(yùn)行控制等部分的分析，確定了比較理想的方案，是本選題畢業(yè)論文重要組成部分。這次以基于單片機(jī)的步進(jìn) 電機(jī)細(xì)分控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為題，相對(duì)來(lái)說(shuō)具有蠻大的挑戰(zhàn)性。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(zhuān)業(yè)知識(shí)。僅僅處于一種盲目的仿制階段。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類(lèi)電 動(dòng)機(jī)。在生 產(chǎn)過(guò)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。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 課 題名稱(chēng) 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 系 別 電子工程系 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)教師 A 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 主題詞、關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容要求： 1）請(qǐng)說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展優(yōu)缺點(diǎn)及 目前現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ； 2）請(qǐng) 詳細(xì)介紹有關(guān)步進(jìn)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)及其研究意義； 3）請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況提出合理的建議 ； 4）論文應(yīng)嚴(yán)格遵循撰寫(xiě)規(guī)范； 5） 論文摘要和關(guān)鍵詞應(yīng)反映論文內(nèi)容； 6）論文在內(nèi)容和格式上的規(guī)范化與統(tǒng)一化； 7） 論文應(yīng)層次分明，數(shù)據(jù)可靠，文字簡(jiǎn)練，說(shuō)理透徹，推理嚴(yán)整，立論正確； 8）論文結(jié)論簡(jiǎn)練概括，充分表達(dá) 論文主旨。 本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 (中 文 ) 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 題目 (英 文 ) The Design of Stepping Motor Subdivided Driving Control Based on MCU 姓 名 學(xué) 號(hào) 院 （系） 電子工程系 專(zhuān)業(yè)、年級(jí) 電子信息工程 級(jí) 指導(dǎo)教師 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下 ，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。 B 文獻(xiàn)查閱指引 ： [1] 劉寶延 .程樹(shù)康 .步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997， 4548. [2] 陳理壁 .步進(jìn)電機(jī)及其應(yīng)用 [M].上海：上?？萍技夹g(shù)出版社， 1989， 3345. [3] 季維發(fā)，過(guò)潤(rùn)秋等 .機(jī)電一體化技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 1995， 3539. [4] 史敬灼 .步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服控制技術(shù) [M].北京：科學(xué)出版社， 2020， 7779. [5] Larson, . Fullbridge DC motor driver for consumer apps[J]. Portable Design， 2020， 3034. [6] 劉國(guó)永， 陳杰平 . 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [N]. 安徽：安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020， 5658