【正文】 θ=360 度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) *運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機 為例。常用 m 表示。 本次畢業(yè)設(shè)計采用的是步距角 為 度的四相八拍永磁式步進電機。 正常情況下，步進電機轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時，電動機的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動和負載變化的影響。這一線性關(guān)系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。 第 2 章 步進電機與單片機簡介 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 44 頁 步進電機介紹 步進電機概述 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 本次畢業(yè)設(shè)計就是通過改變脈沖頻率來調(diào)節(jié)步進電機的速度的，并且通過數(shù)碼管顯示其轉(zhuǎn)速的級別。當步進驅(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 (稱為 “ 步距角 ”) ，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。 論文的主要研究內(nèi)容 本論文所選的步進電機是四相步進電機，采用的方法是利用單片機控制步進電機的驅(qū)動。 在衛(wèi)星、雷達等應(yīng)用場合，中 國在文化大革命后期，就生產(chǎn)了力矩電機，就生產(chǎn)了環(huán)形力矩電機，在高品質(zhì)的控制場合，有時還不能使用步進電機。 國內(nèi)過去是用大力矩步進電動機實現(xiàn)機床數(shù)控，有實力的公司現(xiàn)在也采用交流電動機驅(qū)動數(shù)控機床，在驅(qū)動設(shè)備的主要差距，是國外對交流電動機的控制理論與工程分析和應(yīng)用能力強，先進的控制理論作為軟件，寫在控制器內(nèi)部。 國外在小功率的場合，還使用步進電機，例如一些工業(yè)器材，工業(yè) 生產(chǎn)裝備，打印機，復(fù)印件，速印機，銀行自動柜員機。 國外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動上，目前基本不使用大扭矩步進電動機，因為從驅(qū)動電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對速度，系統(tǒng)慣量與最大扭矩比來比較，比較不劃算，還是用直流電動機，加電動機編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟指標高。 國內(nèi)外研究概況 步進電機是國外發(fā)明的。 第 1 章 緒論 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 44 頁 課題研究的目的和意義 步進電動機是用電脈沖信號進行控制，將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的微電動機，它最突出 的優(yōu)點是可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制及制動等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？?行 ，因此在 打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。第 1 章是緒論，主要探討了步進電機的研究背景和本論文的主要研究內(nèi)容；第 2章步進電機與單片機的原理；第 3 章系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)；第 4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計；第 5章系統(tǒng)的調(diào)試與檢測；最后是參考文獻、附錄和致謝?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位 移量，從而精確地控制轉(zhuǎn)動角度；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的角度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 本次畢業(yè)設(shè)計選用的步進電機是四相步進電機，通過軟件和硬件的結(jié)合實現(xiàn)步進電機的啟停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速功能，并且步進電機所處的狀態(tài)用相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示。它是用電脈沖信號進行控制，將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的微電動機，它最突出 的優(yōu)點是可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停 、正反轉(zhuǎn)控制及制動等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？?行 ，因此在 打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。 30 附錄 2：英文資料及其中文翻譯 29 附 錄 26 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 44 頁 結(jié)論與展望 26 步進電機轉(zhuǎn)動錯誤及解決方法 26 程序編譯時的錯誤與解決方法 24 減速部分 22 后退部分 21 查鍵部分 21 系統(tǒng)開發(fā)軟硬件環(huán)境 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 驅(qū)動部分 17 系統(tǒng)整圖 13 第 3 章 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu) 11 單片機的應(yīng)用系統(tǒng) 11 單片機原理概述 9 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)簡介 6 步進電機的分類與選擇 3 第 2 章 步進電機 與單片機簡介 2 國內(nèi)外研究概況 1 第 1 章 緒論 rotation 目錄 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 44 頁 序言 driving mechanism。 關(guān)鍵詞： 步進電機；脈寬調(diào)制；驅(qū)動機構(gòu)；單片機；轉(zhuǎn)動 Design of The Control System of Stepmotor Abstract: The openloop system which is posed by stepmotor is simple, cheap 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 共 44 頁 and very practical, so there are very wide range of applications in printers and other office automation equipment and various control devices, and many other fields. This article describes one design of stepmotor system based on program of the preparation of a motor , reverse, speed up, slow down, stop is written by pile language. The above functions are realized through the microcontroller, motor driver chip ULN2020 and correspond key , and the work state of stepper motor is diaplayed through the lightemitting diode. This article introduces the principle of stepper motor and singlechip microputer, the system hardware circuit, the program ponents, while software and hardware for the debugging, at the same time introduces the problems which are appeared in the debugging process and the solutions of the problems . The design has the advantages of clear , high reliability, strong stability, etc.,and the abovementioned functions are realized through the debugging.. Key Words: Stepper motor。本文內(nèi)容介紹了步進電機以及單片機原理、該系統(tǒng)的硬件電路、程序組成，同時對軟、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 。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 44 頁 基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 44 頁 摘要： 步進電動機由于用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？尚校虼嗽诖蛴C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。 本文介紹的是一種基于單片機的步進電機的系統(tǒng)設(shè)計，用匯編語言編寫出電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止程序，通過 單片機、 電機的驅(qū)動芯片 ULN2020 以及相應(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。該設(shè)計具有思路 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。 Pulsewidth modulated。 singlechip。 2 課題研究的目的和意義 2 論文的主要研究內(nèi)容 4 步進電機介紹 4 步進電機概述 4 步進電機的工作原理 8 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)介紹 9 步進電機繞組的電氣特性 10 單片機原理 12 AT89C51 簡介 17 電源部分 18 按鍵部分 19 狀態(tài)指示部分 20 時鐘部分 21 系統(tǒng) 主程序 22 前進部分 23 加速部分 25 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試與檢測 26 LM7812 輸出電壓錯誤與解決方法 27 參考文獻 28 致 謝 29 附錄 1：源程序清單 35 基于單片機的 步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 44 頁 序言 步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。 隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機的需求量與日俱增， 研制步進電機驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)具有 十分 重要的意義。主要通過三大塊來設(shè)計，包括驅(qū)動電路的設(shè)計、狀態(tài)顯示部分和按鍵部分是設(shè)計。 本次論文分為六章，序言簡要介紹了此次設(shè)計中有關(guān)步進電機及其驅(qū)動器的相關(guān)概念。通過七章內(nèi)容的描述，詳細介紹了本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容、方法、以及設(shè)計中遇到的問題和解決問題的途徑。 隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機的需求量與日俱增， 研制步進電機驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)具有 十分 重要的意義。中國在文化大革命中已經(jīng)生 產(chǎn)和應(yīng)用，例如江蘇、浙江、北京、南京、四川都生產(chǎn)，而且都在各行業(yè)使用，驅(qū)動電路所有半導(dǎo)體器件都是完全國產(chǎn)化的，當時是全分立元器件構(gòu)成的邏輯運算電路，還有電容耦合輸入的計數(shù)器，觸發(fā)器，環(huán)形分配器。一些少數(shù)高級的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機，交流電機。國外用許多現(xiàn)代的手段將步進電機排擠出驅(qū)動應(yīng)用，除了前面提到的旋轉(zhuǎn)編碼器，打印機還使用光電編碼帶或感應(yīng)編碼帶配合直流電動機，實現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制。 總的來說，步進電機是一種簡易的開環(huán)控制，對運用者的要求低，不適合在大功率的場合使用。步進電機的細分控制，江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 44 頁 在改革開放初期，國內(nèi)就已經(jīng)基本掌握，這與交流電動機的矢量控制相比，難度要低得多。 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)?？梢酝ㄟ^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。另外通過單片機實現(xiàn)它的正反轉(zhuǎn)， 步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差 (精度為 100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。在非 超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。由于步進電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。 步進電機的基本參數(shù)： （一） 步進電機的靜態(tài)指標術(shù)