【正文】 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密制造技術(shù)及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床性能日臻完善，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。 6． 測(cè)量反饋裝置 測(cè)量反饋裝置是將運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移、速度及當(dāng)前的環(huán)境 (如溫度、振動(dòng)、摩擦和切削力等因素的變化 )參數(shù)加以檢測(cè)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后反饋給數(shù)控裝置，通過比較， 得出實(shí)際運(yùn)動(dòng)與指令運(yùn)動(dòng)的誤差，并發(fā)出誤差指令，糾正所產(chǎn)生的誤差。 5．執(zhí)行部件 數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部件是加工運(yùn)動(dòng)的實(shí)際執(zhí)行部件，主要包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件、工作臺(tái)、拖板及其部件和床身立校等支承部件，此外還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助裝置，存放刀具的刀架、刀庫(kù)及交換刀具的自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)等。在伺服系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)電路要把數(shù)控裝置發(fā)出的微弱電信號(hào) (5V 左右，毫安級(jí) )放大成強(qiáng)電的驅(qū)動(dòng)電信號(hào) (幾十至上百伏，安培級(jí) )去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件 —— 伺服電動(dòng)機(jī)。每個(gè)執(zhí)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，都配有一套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而相對(duì)于每一個(gè)脈沖信號(hào)，執(zhí)行部件都有一個(gè)相應(yīng)的位移量，又稱為脈沖 當(dāng)量，其值越小，加工精度就越高。 4．伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)電路和伺服驅(qū)動(dòng)元件，它們與執(zhí)行部件上的機(jī)械部件組成數(shù)控設(shè)備的進(jìn)給系統(tǒng)。這些指令主要是經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算決定的各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量；主運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停信號(hào)；選擇和交換刀具的指令信號(hào)；切削液的開停信號(hào)；工件的松夾、分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位等輔助指令信號(hào)。有的還可格數(shù)控加工程序由編程計(jì)算機(jī)用通信方式傳送給數(shù)控裝置。根據(jù)不同的控制介質(zhì)，輸入裝置可以是光電讀帶機(jī)、錄音機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)器。 在控制介質(zhì)上存儲(chǔ)著加工零件所需要的全部操作信息，它是數(shù)控系統(tǒng)用來指揮和控制設(shè)備進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的唯一指令信息。 1．控制介質(zhì) 數(shù)控設(shè)備工作時(shí)，不需要操作者直接進(jìn)行手工加工，但設(shè)備必須按操作者的意圖進(jìn)行工作，這就必須在操作 者與設(shè)備間建立某種聯(lián)系，對(duì)這種聯(lián)系的中間媒介物稱之為控制介質(zhì)。 采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床 (NC 機(jī)床 )。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng) (Numer5calContr01System)，數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置 (NMmericalContr011er)。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控 (Computer NumericalContr01， CNC)。在工業(yè)被控設(shè)備對(duì)位移和角度控制要求較高的場(chǎng)所步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用很多 , 而單片機(jī)芯片體積小、兼容性強(qiáng)、高速度、低價(jià)格、低工作電壓、低功耗等特點(diǎn) , 使單片機(jī)成為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的最佳控制單元 , 所以基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制精度高、運(yùn)行穩(wěn)定 , 在控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 stepping motor。在此基礎(chǔ)上提出了步進(jìn)電機(jī)程序控制的硬件接口電路、程序流程圖和匯編程序。此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，體積小，軟件開發(fā)簡(jiǎn)單。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,在許多領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛的應(yīng)用。由單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速向某一方向產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） I 摘要 很多工業(yè)控制設(shè)備對(duì)位移和角度的控制精度要求較高，一般電機(jī)很難實(shí)現(xiàn)，而步進(jìn)電機(jī)可精確實(shí)現(xiàn)所設(shè)定的角度和轉(zhuǎn)數(shù)。本設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用 51 單片機(jī)控制四相步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。而步進(jìn)電機(jī)具有控制簡(jiǎn)便、定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用專門的集成電路構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控系統(tǒng)。由此集成電路構(gòu)成的數(shù)控系統(tǒng)通過簡(jiǎn)單的編程就可以任意設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角度 、轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和控制電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。 關(guān)鍵字 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)；步進(jìn)電機(jī)；數(shù)控系統(tǒng) 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） II Abstract Many industrial control equipment to control the displacement and angle of higher accuracy, it is difficult to achieve the general motor, and stepper motor can be set to achieve the precise angle and rotation. This design is the use of 51 singlechip 4phase stepper motor control system. Generated by the singlechip drive pulse signal to control the stepper motor speed to a certain direction to a certain degree of rotation angle. And stepper motor control is simple, accurate positioning. With the development of science and technology in many fields will be a wide range of applications. The design of integrated circuits consisting of a dedicated stepper motor driver control system. This system has a simple structure, high cost, small size, simple software development. This integrated circuit consisting of CNC programming through simple on the stepper motor can set the speed, rotation angle, rotation frequency and control motor running. On this basis a stepper motor control circuit of the hardware interface, the program flow chart and the assembler Keywords: Singlechip microcontroller。 numerical control system. 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） III 目錄 1 緒論 ........................................................................................................................................... 1 引言 .............................................................................................................................................................................1 數(shù)控技術(shù)的基本概念 ................................................................................................................................................1 數(shù)控系統(tǒng)的組成 ........................................................................................................................................................1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ................................................................................................................................................2 2 課題分析及整體方案的確定 ................................................................................................... 4 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 ...............................................................................................................................................4 課題分析及系統(tǒng)特點(diǎn)分析 .......................................................................................................................................4 系統(tǒng)總體方案的確定 ...............................................................................................................................................4 3 模 塊電路分析與設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 5 電源模塊電路分析與設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................5 電源模塊電路的分析 .......................................................................................................................................5 電源模塊電路的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................6 控制模塊電路分析與設(shè)計(jì) .................................................................................................................................... 12 控制模塊電路分析 ....................................................................................................................................... 12 部分硬件簡(jiǎn)介 ............................................................................................................................................... 12 驅(qū)動(dòng)模塊分析及其設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................... 32 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理 .......................................................................................................................................... 32 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) ............................................................................................................................................. 35 4 數(shù)控機(jī)床軟件控制 ................................................................................................................. 37 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制 ...........................................................................................