【正文】 再次對(duì)所有關(guān)心、幫助我的人說(shuō)一聲“謝謝”。高老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定， 中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 參考文獻(xiàn) [1]張俊謨編著 .單片機(jī)中級(jí)教程 原理與應(yīng)用（第二版） .北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020 ： 1203 [2]曹巧媛主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版） .電子工業(yè) 出版社 ,2020 [3]高鐘編著 .機(jī)電控制工程 (第二版 ).清華大學(xué)出版社 ,2020 [4]高海濤，常吉連，李素萍寫(xiě) .步進(jìn)電機(jī)的升降頻設(shè)計(jì) .機(jī)床電器 .洛陽(yáng)軸承集團(tuán)公司 ,。 在程序設(shè)計(jì)上，本文采用了指數(shù)曲線的控制方式控制電機(jī)的升降頻。硬件設(shè)計(jì)由于每個(gè)電機(jī)及負(fù)載的機(jī)械特性不同，所以它不能很好的與所有電機(jī)適配。 } } //停止 if(!Stop) { while(F10) { F=100。 bc=d[i]。 uint i， j， bc。j0。i12。 MotRun(F)。 } void main() { InitIO()。 AP=0。 void InitIO() { Start=1。 BP=0。 BN=0。 T1_delay(t)。 AP=0。 AN=0。 BP=0。 BN=0。 t=500000/F。 TF1=0。 TL1=tamp。 //_stepmot_h_ // 文件 //定時(shí)器 T1 溢出延時(shí)函數(shù) void T1_delay(uint temp) { 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 uint t。 sbit BN=P1^3。 sbit Stop=P0^3。 定時(shí)常數(shù)為： 計(jì)數(shù)器 方式 定時(shí)器方式 選通位 工作模式 控制位 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 t0(H)=65536[ t0/(t’ 0*C)]=60536 167。 以 AT89C51 單片機(jī)，頻率 100HZ 為例，進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)計(jì)。 設(shè)定 定時(shí)器工作設(shè)置 在方式 1。而當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率為負(fù)載啟動(dòng)頻率或負(fù)載過(guò)大時(shí)，易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；停止時(shí)頻率過(guò)高， 又 易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，造成位置精度降低。 167。 升頻流程圖 圖 31 升頻流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 167。 ULN2020 芯片如 圖 24 所示： 圖 24 ULN2020 芯片 ULN2020 芯片輸入端 與控制系統(tǒng) P1口連接，其連接方式如 表 22 所示 ： 表 22 ULN2020 芯片輸入端 與控制系統(tǒng) P1 口鍵連接 1B 2B 3B 4B ULN2020 芯片輸出端 與步進(jìn)電機(jī)連接，其連接如 表 23 所示 ： 表 23 ULN2020 芯片輸出端 與步進(jìn)電機(jī)連 接 1C 2C 3C 4C A+ A B+ B 167。 ULN2020 達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬于這類(lèi)可控大功率器件。 就是在單片機(jī)獲得 P0 口為低的信息后，不是立即認(rèn)定 按鍵 已被按下，而是延時(shí) 10 毫秒或更長(zhǎng)一些時(shí)間后再次檢測(cè) P0 口，如果仍為低，說(shuō)明 按鍵 的確按下了，這實(shí)際上是避開(kāi)了按鈕按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間。 按鍵是一種常開(kāi)型按鈕開(kāi)關(guān)。上電后，由于電容的充電作用，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)晶振頻率的值為 12MHZ 時(shí)內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中應(yīng)用較多。本設(shè)計(jì)由內(nèi)部振蕩方式產(chǎn)生。 GND:接地。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P1口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 目前，可用于 MCS51 系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)的硬件越來(lái)越多，與其配套的各類(lèi)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、各種軟件也日趨完善，因此，可以 極方便地利用現(xiàn)有資源，開(kāi)發(fā)出用于不同目的的各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng) 。 單片機(jī)及其外圍電路介紹 167。軟件控制比硬件來(lái)說(shuō)，具有運(yùn)行可靠，改動(dòng)方便的特點(diǎn)，而且可以降低成本。同理降頻時(shí)應(yīng)為反指數(shù)曲線。系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)以后，如果達(dá)到終點(diǎn)時(shí)立即停止發(fā)送脈沖串，令其立即停 止，則由于系統(tǒng)慣性作用，電機(jī)轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，如果負(fù)載的慣性很大，會(huì)使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到接近終點(diǎn)平衡位置的下一個(gè)平衡位置，并在該位置停下。這樣步進(jìn)電機(jī)就可以很快的走完全程且不失步。如果勵(lì)磁頻率選擇不當(dāng) ，電機(jī)不能夠移到新的位置，那么實(shí)際的負(fù)載位置相對(duì)控制器所期待的位置出現(xiàn)永久誤差，即發(fā)生失步現(xiàn)象或過(guò)沖現(xiàn)象。㎡ 有了這些參數(shù)， 可以 設(shè)計(jì)出控制電路 . 167。 35BY48S03 型步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)如下： 步距角 ： 176。 電壓對(duì)力矩影響如 圖 12 所示 ： 圖 12 電壓對(duì)力矩的影響 步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。平均電流越大電機(jī)力矩越大，要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢(shì)。 常見(jiàn) 感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以二、四相電機(jī)為主，二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二相八拍二種，具體分配如下：二相四拍為 AB A B A B AB AB，步距角為 度；二相八拍 為 ABB A B A A B B AB AAB，步距角為 度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 最大空載起動(dòng)頻率 ： 電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。用百分比表示：誤差 /步距角 *100%。θ =360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機(jī)為例。 靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ) 相數(shù) ： 產(chǎn)生不同對(duì)磁極 N、 S 磁場(chǎng)的勵(lì)磁線圈對(duì)數(shù)。雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管數(shù)目是單極性驅(qū)動(dòng)電路的兩倍，其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅(qū)動(dòng)，上端晶體管則需要成本較高的上端驅(qū)動(dòng)電路。這類(lèi)電機(jī)有時(shí)又稱為四相電機(jī)，但這種稱呼容易令人混淆又不正確，因?yàn)樗鋵?shí)只有 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 兩個(gè)相位，精確的說(shuō)法應(yīng)是雙相位六線式步進(jìn)電機(jī)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。本文根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力學(xué)方程和矩 頻特性曲線建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，采用指數(shù)規(guī)律的升降速算法，對(duì)升降速的過(guò)程進(jìn)行離散處理，用定時(shí)器控制發(fā)出脈沖的時(shí)間間隔，采用查表和計(jì)算相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的升降速過(guò)程的控制。您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。使步進(jìn)電機(jī)在最短的時(shí)間內(nèi)以較大的輸出轉(zhuǎn)矩升到設(shè)定的速度，從而提高加工效率。介紹了單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤(pán)電路及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，給出了整體控制系統(tǒng)的硬件電路圖。其中反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，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。因此，用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)成為了一 種必然的趨勢(shì)，也符合數(shù)字化的時(shí)代趨勢(shì)。 上個(gè)世紀(jì)就出現(xiàn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，動(dòng)作原理和今天的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有什么區(qū)別，也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 走一步子程序流程圖 ............................... 16 167。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用流程圖 ............................ 14 167。 CPU 芯片 ........................................... 9 167。 靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ) ...................................... 4 167。s working efficiency, with electrical machinery39。該方法能使電機(jī)以較高的效率運(yùn)行。 大量實(shí)踐證明，對(duì)于不同功率的步進(jìn)電機(jī)，簡(jiǎn)單統(tǒng)一的直線升頻技術(shù)，不能夠讓電機(jī)工作在最佳效率狀態(tài)下，本設(shè)計(jì)采用程序控制的指數(shù)曲線升降頻，能夠方便地與不同電機(jī)的機(jī)械特性很好地適配，減少電機(jī)升降頻所用的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差（精度為 100%）的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)升降頻控制 摘 要 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 由于步進(jìn)電機(jī)是靠輸入脈沖來(lái)控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的，本 文采用單片機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)。 本次設(shè)計(jì)使用 AT89C51 單片機(jī)產(chǎn)生脈沖信號(hào)來(lái)控制 35BY48S03 型 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞 ：步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)，升降頻，步長(zhǎng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II STEPER MOTOR FREQUENT MOVEMENT BASED ON MICROCONTROLLER UNIT CONTROL ABSTRACT Stepper motor is one kind transforms the electricity pulse as angular displacement39。s characteristic very 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III good adaptive. This design uses AT89C51 produce pulses to control 35BY48S03 type stepping motor running. In the process of lifting frequency， we designed a data area . the motor area in the lifting process of frequency changing regularity according to index curve by the data in the data. According to the characteristics of the data can make some data for different stepper motors， and well with the motor fit curve. This method can make the motor with high efficiency operation. KEY WORDS： stepper motor， microcontroller unit， frequent movements ， step 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 前 言 .................................................1 第 1 章 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 ....................................3 167。. 2 動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ) .................................... 4 167。 控制鍵電路 ....................................... 11 167。 主流程圖 ......................................... 14 167。 步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)計(jì) ..................................... 16 167。到了 80 年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式更加靈活多樣。經(jīng)過(guò)不斷改良，今日步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在需要高定位精度、高分解能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機(jī)械系統(tǒng)中。現(xiàn)階段，反應(yīng)式步進(jìn)電 機(jī)獲得最多的應(yīng)用。第三章給出了軟件設(shè)計(jì)的程序流程圖，升頻和降頻數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)計(jì)方法和詳細(xì)的程序設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 167。 步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字 /角度轉(zhuǎn)換器，也是一個(gè)串行的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 .步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)所含的相數(shù)有關(guān) . 步進(jìn)電機(jī)是一種進(jìn)行精確步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)電執(zhí)行元件，它廣泛地用于工業(yè)機(jī)械的數(shù)字控制。本設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛 [3]。六線式步進(jìn)電機(jī)雖又稱為單極性步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際 上卻能同時(shí)使用單極性或雙極性驅(qū)動(dòng)電路。雙極性驅(qū)動(dòng)電路的晶體管只需承受電機(jī)電壓，所以它不像單極性驅(qū)動(dòng)電路一樣需要箝位電路。常用 m 表示。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ =360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ =360 度 /（ 50*8） = 度（俗稱半步）。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 15%以內(nèi)。 167。四相電機(jī)工作方式也有二種，四相四 拍為 ABBCCDDAAB，步距角為 度；四相八拍為