【正文】 指導教師及評審組成績按“優(yōu)秀、良好、合格、不合格”四個等級評閱。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。設(shè)計總結(jié)本設(shè)計通過單片機AT89C51和脈沖分配PMM8713來控制步進電機的正反轉(zhuǎn)，加減速，以實現(xiàn)基于XY軸坐標的步進電機的運動控制。JS5:MOV A,3AH。MOV A,R1。INC R0。JNB R3 37H。MUL AB。初始R3=35H,RR2都有初始值。單片機在用定時器法調(diào)速時，用改變定時常數(shù)的方法來改變輸入步進脈沖頻率，達到改變轉(zhuǎn)速的目的，對于MCS51系列單片機，其定時器屬于加1定時器。2. 中、短距離在這樣的距離里，步進電機只有加、減速過程，而沒有恒速過程。但是，由于步進電動機的電磁轉(zhuǎn)矩玉轉(zhuǎn)速時非曲線關(guān)系，因而加速度玉頻率也應該是非曲線關(guān)系。為滿足加減速要求，步進電動機運行通常按照加減速曲線進行。它每轉(zhuǎn)過一周的步數(shù)是固定的，只要不丟步，角位移誤差不存在長期積累的情況，主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運行可靠。步進電機的位置控制需要兩個參數(shù)：1. 第一個參數(shù)：步進電機控制執(zhí)行機構(gòu)當前的位置參數(shù)（我們稱為絕對位置），絕對位置時有極限的，其極限時執(zhí)行機構(gòu)運動的范圍，超越了這個極限就應報警?？刂撇竭M電機的速度的方法可有兩種：1. 軟件延時法：改變延時的時間長度就可以改變輸出脈沖的頻率，但這種方法CPU長時間等待，占用大量的機時，因此沒有實踐價值。2. 因為我們討論的是三相六拍的工作方式。總之，只要按一定的順序改變8713脈沖分配器的 13腳～15腳 三位通電的狀況，即可控制步進電機依選定的方向步進。本例選用單時鐘輸入方式，8713的3腳為步進脈沖輸入端，4腳為轉(zhuǎn)向控制端，這兩個引腳的輸入均由單片機提供和控制，選用對三相步進電機進行六拍方式控制，所以6腳接高電平，7腳接地。軟件法在電動機運行過程中，要不停地產(chǎn)生控制脈沖，占用了大量的CPU時間，可能使單片機無法同時進行其他工作（如監(jiān)測等），所以，人們更喜歡用硬件法。BA 改變通電順序可以改變步進電機的轉(zhuǎn)向 脈沖分配 實現(xiàn)脈沖分配（也就是通電換相控制）的方法有兩種：軟件法和硬件法。AC174。B174。要求：確保步進到位。2. 只要負載是在步進電機允許的范圍之內(nèi)，每個脈沖將使電機轉(zhuǎn)動一個固定的步距角度。一般可取1~3ms。其電路圖如下所示： 雙電壓功率驅(qū)動接口電路雖然這方法保證了低頻段仍然具有單電壓驅(qū)動的特點，在高頻段具有良好的高頻特性，但仍沒有擺脫單電壓驅(qū)動的弱點，在限流電阻R上仍然會產(chǎn)生損耗和發(fā)熱。功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。 雙電壓功率驅(qū)動接口用提高電壓的方法可以使繞組中的電流上升波形變陡，這樣就產(chǎn)生了雙電壓驅(qū)動。一般情況下，簡單單電壓驅(qū)動線路中，Rs是不可缺少的。 單電壓功率驅(qū)動接口單電壓驅(qū)動是指電動機繞組在工作時，只用一個電壓電源對繞組供電，它的特點是電路最簡單。同時，也相對地提高步進頻率，使步進過程平穩(wěn)進行。1. 多相勵磁法：采用多相勵磁會產(chǎn)生電磁阻尼，會削弱或消除振蕩現(xiàn)象。這主要發(fā)生在制動和突然換向時，轉(zhuǎn)子獲得過多的能量，產(chǎn)生嚴重的過沖，引起失步。例如，步進電機在啟動時，如果脈沖的頻率較高，由于電動機來不及獲得足夠的能量，使其無法令轉(zhuǎn)子跟上旋轉(zhuǎn)磁場的速度，所以引起失步。減少步距角可以減少振蕩幅值，以達到削弱振蕩的目的。當步進電機工作在共振區(qū)時，步進電機的脈沖頻率接近步進電機的振蕩頻率fo或振蕩頻率的分頻或倍頻，這會使振蕩加劇，嚴重時造成失步。當步進電機工作在低頻區(qū)時，由于勵磁脈沖間隔的時間較長，步進電機表現(xiàn)為單步運行，當勵磁開始時，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下加速轉(zhuǎn)動，到達平衡點時，電磁驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為零，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速最大，由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點，這時電磁力產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在負轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速逐漸為零，并開始反向轉(zhuǎn)動。9. 運行頻率：指拖動一定負載使頻率連續(xù)上升時，步進電機能不失步運行的極限頻率。6. 最大空載的運行頻率： 電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內(nèi)，八拍運行時應在15%以內(nèi)。 步進電機的常用術(shù)語1. 齒距角：相鄰兩齒中心線間的夾角，通常定子和轉(zhuǎn)子具有相同的齒距角。C174。CA；3. 三相六拍：通電順序為A174。 工作方式（三相）1. 單三拍：通電順序為A174。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3π變?yōu)?/12π，1/24π，這就是電機細分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。 由此可見：電機的位置和速度由導電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應關(guān)系。 如B相通電，A，C相不通電時，齒2應與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3π，此時齒3與C偏移為1/3π，齒4與A偏移（π1/3π）=2/3π。 工作原理電機的UVW1接電源，分別有三個開關(guān)控制，UVW2分別接地。 0、1/3π、2/3π,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以π表示），即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3π，C與齒3向右錯開2/3π，A39。7. 速度可在相當寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負載。4. 步進電機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏8090度完全正常。我們可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時我們也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。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。僅僅處于一種盲目的仿制階段。70年代初期，步進電機的生產(chǎn)和研究都有所突破，除反映在驅(qū)動器設(shè)計方面的長足進步以外，對反應式步進電機本體的設(shè)計研究發(fā)展到一個較高的水平。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控制性場合步進電機用得最多。步進電機的原始模型起源于1830年至1860年，1870年前后開始以控制為目的的嘗試，應用于氬弧燈的電極輸送機構(gòu)中，這被認為最早的步進電機。本設(shè)計的主要研究對象就是開環(huán)伺服系統(tǒng)中最常用的執(zhí)行器件——步進電機。并通過步進電機絲杠連動，帶動XY工作臺的直線運動，實現(xiàn)從起點A點到預定點B點的位移控制。 2015 屆 電子工程 學院畢業(yè)設(shè)計選題審批單年級 12專業(yè) 電子 班級 1 學生姓名 蔡春雨學 號1220090122選題單片機控制步進電機設(shè)計 選題性質(zhì)□設(shè)計□報告□其他選題論證：