【正文】 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制它的正反轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制中。我們可以通過控制脈沖的個(gè)數(shù)來控制步進(jìn)電機(jī)的角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)我們可以通過控制脈沖的頻率來控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。僅僅處于一種盲目的仿制階段。國內(nèi)過去是用大力矩步進(jìn)電動機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)控，有實(shí)力的公司現(xiàn)在也采用交流電動機(jī)驅(qū)動數(shù)控機(jī)床，在驅(qū)動設(shè)備的主要差距，是國外對交流電動機(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。一些少數(shù)高級的應(yīng)用，就用空心轉(zhuǎn)杯電機(jī)，交流電機(jī)。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)動器作為產(chǎn)品廣泛利用。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)動器設(shè)計(jì)方面的長足進(jìn)步以外，對反應(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。我國在文化大革命中開始大量生產(chǎn)和應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)，例如江蘇、浙江、北京、南京、四川等各地都有投入生產(chǎn)，而且都在各行業(yè)使用，其中的驅(qū)動電路所有半導(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。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機(jī)器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項(xiàng)指令動作的靈活控制性場合步進(jìn)電機(jī)用得最多。到20世紀(jì)60年代后期，在步進(jìn)電機(jī)本體方面隨著永磁材料的發(fā)展，各種實(shí)用性步進(jìn)電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。步進(jìn)電機(jī)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(yīng)用于氬弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中，這被認(rèn)為最早的步進(jìn)電機(jī)。單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動控制、數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、照相機(jī)、大型望遠(yuǎn)鏡、衛(wèi)星天線定位系統(tǒng)等等。displayadded abe more humanized,positive inversion.speed selection,can have ten differentstepper motor.According to different needs,the signal through theas the control signalthrough the I/O port outputtemporalcontrolis the use of STC89C51 microcontroller為了更顯人性化，我們加上了一個(gè)數(shù)碼管顯示，顯示步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)是采用STC89C51單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的控制，通過I/O口輸出的時(shí)序方波作為步進(jìn)電機(jī)的控制信號，信號經(jīng)過芯片ULN2003驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。通過按鍵實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，加速，減速，并使用LED數(shù)碼管顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度。步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種自動控制系統(tǒng)中。本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于proteus的步進(jìn)電機(jī)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院 機(jī)械與工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 學(xué) 摘 要步進(jìn)電機(jī)就是將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為線位移或角位移的開環(huán)控制元件。當(dāng)在不超載的情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢與停止的位置只取決于脈沖信號的頻率與脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化而變化。本次設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)智能控制系統(tǒng)。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)需求。根據(jù)不同的需要我們可以有十個(gè)不同檔位速度的選擇，并可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：STC89C51，LED，步進(jìn)電機(jī)，ULN2003 ABSTRACT Stepper motor is the electrical pulse signal is changed to angular displacement or linear displacement of the openloop control ponents, in is not overloaded, the motor speed, and stop location depends only on the pulse signal frequency and pulse number, regardless of load changes, is widely used in automatic control system. The design STC89S51 microcontroller as the core, design of stepper motor control, through the keys to achieve step stepper motor positive rotation, on the contrary, acceleration, deceleration, and use the LED display of the motor speed. This designtothe stepping motor,sidewaveof step motor,chip ULN2003 to drive thewegearand the realization ofIn order towedigital display,the operating state of the stepping motor.Key words: STC89S51；LED；stepping motor；ULN2003 目錄第一章 引言 1 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 1 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景 1 設(shè)計(jì)研究內(nèi)容 2第二章 步進(jìn)電機(jī)控制總系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)框架 3 單片機(jī)的選擇 3 步進(jìn)電機(jī)的選擇 3 電機(jī)驅(qū)動的選擇 4第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 4 4 步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng) 4 步進(jìn)電機(jī)的原理 5 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) 5 單片機(jī)系統(tǒng) 6 單片機(jī)的引腳功能 6 主要特性 7 I/O口引腳 9 振蕩器特性 9 鍵盤控制電路 10 數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路 10 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 11第四章 控制系統(tǒng)軟件分析與設(shè)計(jì) 12 主程序流程圖 13 讀按鍵子程序流程圖 13 按鍵處理子程序流程圖 14 電機(jī)控制中斷程序流程圖 15第五章 系統(tǒng)調(diào)試與改進(jìn) 17第六章 總結(jié) 18附錄 A 19附錄 B 20附錄 C 21參考文獻(xiàn) 28致謝 29第一章 引言 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電動機(jī)或階躍電動機(jī)，它是基于最基本的電磁感應(yīng)作用，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。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，同時(shí)也對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能提出了更高的要求。1950年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。步進(jìn)電機(jī)往后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進(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。 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景我國步進(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。中等耐壓的大功率半導(dǎo)體器件也完全國產(chǎn)化。70年代中期至80年代中期為成品發(fā)展階段，新品種高性能電動機(jī)不斷被開發(fā)。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(jìn)電動機(jī)，因?yàn)閺尿?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(jī)，加電動機(jī)編碼器整體技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。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)，銀行自動柜員機(jī)。目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 設(shè)計(jì)研究內(nèi)容本論文所選的步進(jìn)電機(jī)是四相步進(jìn)電機(jī)，采用的方法是利用單