【正文】 功率放大驅(qū)動(dòng)電路。步進(jìn)電機(jī)與控制電路、功率放大驅(qū)動(dòng)電路組成一體，構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?！〔竭M(jìn)電機(jī)常見的控制方案與驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡介　常見的步進(jìn)電機(jī)控制方案 基于電子電路的控制步進(jìn)電機(jī)受電脈沖信號(hào)控制，電脈沖信號(hào)的產(chǎn)生、分配、放大全靠電子元器件的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。在衛(wèi)星、雷達(dá)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(jī)，就生產(chǎn)了環(huán)形力矩電機(jī)，在高品質(zhì)的控制場合，有時(shí)還不能使用步進(jìn)電機(jī)。國內(nèi)過去是用大力矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控，有實(shí)力的公司現(xiàn)在也采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的主要差距，是國外對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制理論與工程分析和應(yīng)用能力強(qiáng)，先進(jìn)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(jìn)電機(jī)，例如一些工業(yè)器材，工業(yè)生產(chǎn)裝備，打印機(jī)，復(fù)印件，速印機(jī)，銀行自動(dòng)柜員機(jī)。國外在大功率的工業(yè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)上，目前基本不使用大扭矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閺尿?qū)動(dòng)電路的成本，效率，噪音，加速度，絕對(duì)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(dòng)機(jī)，加電動(dòng)機(jī)編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。70年代中期至80年代中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動(dòng)機(jī)不斷被開發(fā)。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(dòng)電路所有半導(dǎo)體器件都是完全國產(chǎn)化的，當(dāng)時(shí)是全分立元器件構(gòu)成的邏輯運(yùn)算電路，還有電容耦合輸入的計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器，環(huán)形分配器。步進(jìn)電機(jī)最早是在1920年由英國人發(fā)明的。所以單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制精度高，運(yùn)行穩(wěn)定，得以廣泛運(yùn)用。在工控設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。通常都要對(duì)一些機(jī)械部件平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)移動(dòng)的位移和角度控制要求較高，一般的電機(jī)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)位置和角度的精確控制，在一些智能化要求較高的場合，用模擬芯片控制器及信號(hào)發(fā)生器來控制有一定局限性。 關(guān)鍵詞：ST89CR5步進(jìn)電機(jī)、變頻調(diào)速AbstractIn this paper is a step application ST89CR52, stepper motor, mechanical and electrical machine driving chip, LCD display, keyboard independently, to construct a system of the stepper motor controller. This paper discusses the step motor variable frequency speed regulation method. Stepping motor control system of the development of the hardware and software collaborative simulation method was adopted, the system development cycle and cost can be greatly reduced. This system uses modular programming, using C language to write the motor forward, reverse, speed up, slow down, stop, display, delay subroutine, through single chip, motor drive chip ULN2003 as well as the corresponding button to achieve above functions.Key words: ST89CR52, stepper motor, interpolation method, frequency control of motor speed.II 目錄摘要…………………………………………………………………………ⅠAbstract……………………………………………………………………Ⅱ1 緒論…………………………………………………………………1 課題研究的目的和意義…………………………………………1 國內(nèi)外研究概況…………………………………………………1 步進(jìn)電機(jī)常見的控制方案與驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡介 ……………………2 常見的步進(jìn)電機(jī)控制方案………………………………………5 驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡介……………………………………………………62 步進(jìn)電機(jī)概述……………………………………………………7………………………………………………………7 步進(jìn)電機(jī)概述……………………………………………………7 步進(jìn)電機(jī)的工作原理……………………………………………9 步進(jìn)電機(jī)的分類與選擇……………………………………9……………………………………………11 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡介……………………………………11 步進(jìn)電機(jī)繞組的電氣特性…………………………………133系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………16 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案……………………………………………………16 系統(tǒng)的方案簡述與設(shè)計(jì)要求 …………………………………16 系統(tǒng)的組成及其對(duì)應(yīng)功能簡述…………………………………16　單片機(jī)最小系統(tǒng) ………………………………………………17　STC89C52RC簡介 ……………………………………………17　單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………20　單片機(jī)端口分配及功能………………………………………20　液晶管顯示電路設(shè)計(jì) ………………………………………20 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) …………………………………………21　ULN2003簡介 ………………………………………………21　電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ……………………………………………22 獨(dú)立按鍵電路設(shè)計(jì)………………………………………………234　系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) …………………………………………………24　系統(tǒng)軟件主流程圖………………………………………………24　按鍵子程序 ……………………………………………………25 …………………………………………………265系統(tǒng)的調(diào)試與檢測……………………………………………………27……………………………………27 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)錯(cuò)誤及解決方法…………………………………27總結(jié)…………………………………………………………………28參考文獻(xiàn)………………………………………………………………29附錄 ……………………………………………………………………30 程序…………………………………………………………………30電路圖…………………………………………………………………34外文文獻(xiàn)及翻譯……………………………………………………35致謝……………………………………………………………………51511緒論步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的微電動(dòng)機(jī)，它最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制及制動(dòng)等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價(jià)，又非常可行，因此在打印機(jī)等辦公自動(dòng)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。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)采用了軟硬件協(xié)同仿真的方法，可以有效地減少系統(tǒng)開發(fā)的周期和成本。摘要本文介紹的是一種應(yīng)用ST89CR5步進(jìn)電機(jī)、步機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、LCD顯示屏、獨(dú)立鍵盤，構(gòu)建了步進(jìn)電機(jī)控制器系統(tǒng)。文中討論了步進(jìn)電機(jī)變頻調(diào)速的方法。此系統(tǒng)采用模塊化編程，用C語言編寫出電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止、顯示、延時(shí)子程序，通過單片機(jī)、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003以及相應(yīng)的按鍵實(shí)現(xiàn)以上功能 。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制生產(chǎn)以及儀器上應(yīng)用十分廣泛。而用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)可以改善性能，步進(jìn)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確的角度和轉(zhuǎn)數(shù)，具有良好的步進(jìn)特性，最適合數(shù)字控制。而單片機(jī)具有芯片體積小，兼容性強(qiáng)，低電壓地，低功耗等特點(diǎn)，使單片機(jī)成為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的最佳空盒子單元。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的需求量與日俱增，研制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及其控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。我國步進(jìn)電機(jī)的研究及制造起始于本世界50年代后期，從50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研機(jī)構(gòu)為研究一些裝置而使用或開發(fā)少量產(chǎn)品。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)方面的長足進(jìn)步以外，對(duì)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)本體的設(shè)計(jì)研究發(fā)展到一個(gè)較高的水平。至80年代中期以來，由于步進(jìn)電機(jī)精確模型做了大量研究工作，各種混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器作為產(chǎn)品廣泛利用。一些少數(shù)高級(jí)的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機(jī)，交流電機(jī)。國外用許多現(xiàn)代的手段將步進(jìn)電機(jī)排擠出驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，除了前面提到的旋轉(zhuǎn)編碼器，打印機(jī)還使用光電編碼帶或感應(yīng)編碼帶配合直流電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)直線位移控制?？偟膩碚f，步進(jìn)電機(jī)是一種簡易的開環(huán)控制，對(duì)運(yùn)用者的要求低，不適合在大功率的場合使用。步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制，在改革開放初期，國內(nèi)就已經(jīng)基本掌握，這與交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制相比，難度要低得多。由于脈沖控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力一般都很弱，因此必須有功率放大驅(qū)動(dòng)電路。此種控制電路設(shè)計(jì)簡單，功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)一般步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分任務(wù)?！』陔娮与娐房刂葡到y(tǒng)此種方案即可為開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。采用閉環(huán)控制，即能實(shí)現(xiàn)高精度細(xì)分，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。該方案多通過一些大規(guī)模集成電路來控制其脈沖輸出頻率和脈沖輸出數(shù)，功能相對(duì)較單一，如需