【正文】 ............................................. 34 看門狗電路各引腳功能 ........................................................................................... 34 4 算法的設計 ............................................................ 36 PID 控制算法 ............................................ 36 5 軟件的設計 ............................................................ 45 顯示子程序的設計 ................................................................................................. 45 鍵盤子程序的設計 ................................................................................................ 46 驅動程序流程的設計 ............................................................................................... 47 正反轉程序流程圖 ................................................................................................ 48 正反轉程序流程圖 ................................................................................................. 48 轉速快慢程序流程圖 ........................................................................................... 47 ......................................................................................................... 48 6 實驗結果與分析 ..................................................... 49 有關參數的計算與分析 ....................................................................................... 49 理論與實際的分析 ................................................................................................. 52 7 總 結 .................................................................... 54 可行性報告 ............................................................... 55 參考文獻 .................................................................. 56 致 謝 ..................................................................... 57 附 錄 ...................................................................... 58 山東科技大學學士學位論文 1 前 言 步進電機最早是在 1920 年由英國人所開發(fā)。s is realized that advancing the rotational speed of electrical machinery to step control, and realizes electrical machinery velocity modulation and function reversing. Keywords: stepper motor。 關鍵詞： 步進電機 ； 單片機 ； 調速系統(tǒng) 山東科技大學學士學位論文 II ABSTRACT It is changing the electric impulse signal to the open loop control ponent of angular motion or thread displacement that step advances the electrical machinery. The rotational speed of electrical machinery and the seat that stops only to depend on frequency and the pulse of the pulse signal number under the circumstances of non overload, and with namelying because of the influence of load change, but the electrical machinery turned one step apart from the horn. The existence of this linear relation, again step advancing the electrical machinery only error of periodicity and does not have the accumulated error etc characteristics. Makes in speed and seat etc the control domains with step advances the electrical machinery to e control what bees very simply. Step advancing the velocity modulation of electrical machinery generally to be the frequency that the pulse of electrical machinery step is advanced in the change input is realized that the step advances the velocity modulation of electrical machinery, and advances the electrical machinery and whenever moves a builtin angle tos a pulse because of step, delayDoppler mapping the length es that the concrete control step advances the rotational speed that the horn es to change the electrical machinery, thus realizes that the step advances the velocity modulation of electrical machinery. Thus the freque ncy that the timer which adopted inside AT89C5139。步進電機的調速一般是改變輸入步進電機的脈沖的頻率來實現(xiàn)步進電機的調速，因為步進電機每給一個脈沖就轉動一個固定的角度，這樣就可以通過控制步進電機的一個脈沖到下一個脈沖的時間間隔來改 變脈沖的頻率，延時的長短來具體控制步進角來改變電機的轉速，從而實現(xiàn)步進電機的調速。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。山東科技大學學士學位論文 I 摘 要 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。在本設計方案中采用 AT89C51 型單片機內部的定時器改變 CP脈沖的頻率從而實現(xiàn)對步進電機的轉速進行控制，實現(xiàn)電機調速與正反轉的功能。s mould list piece machine in this design proposal changes pulse of CP39。 MCU。 1950 年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上，這對于數字化的控制變得更為容易。 步進電機是將電脈沖信號變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。一般電動機都是連續(xù)轉動的，而步進電動機則有定位和運轉兩種基本狀態(tài)，當有脈沖輸入時步進電動機一步一步地轉動，每給它一個脈沖信號，它就轉過一定的角度。在沒有脈沖輸入時，在繞組電源的激勵下氣隙磁場能使轉子保持原有位置處于定位狀態(tài)。步進電機還具有快速啟動、精確步進和定位等特點，因而在數控機床，繪圖儀，打印機以及光學儀器中得到廣泛的應用。傳統(tǒng)電動機作為機電能量轉換裝置，在人類的生產和生活進入電氣化過程中起著關鍵的作用。 現(xiàn)在比較常用的步 進電機包括反應式步進電機（ VR）、永磁式步進電機（ PM）、混合式步進電機（ HB）和單相式步進電機等。 (2)步進電機外表允許的溫度高。 (3)步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。如果要使電機達到高速轉動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率 較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，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動的速度和加速度，從而達到調速的目的。在有負載的情況下，啟動頻率更低。 (2)電機固有步距角： 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉動的角度。/176。 、整步工作時為 176。 (3)步進電機的相數： 是指電機內部的線圈組數，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。/176。/176。/176。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數的步進電機來滿足自己步距角的山東科技大學學士學位論文 4 要求。 (4)保持轉矩（ HOLDING TORQUE）：是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。由于步進電機的輸出力 矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。 步進電機動態(tài)指標及術語 (1)步距角精度： 步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差。不同運行拍數其值不同， 四拍運行時應在 5%之內，八拍運行時應在 15%以內。稱之為失步。 (4)最大空載起動頻率： 電機在某種驅動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。 (6)運行矩頻特性：電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據。 其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。如下圖 所示： 其中，曲線 3 電流最大、或電壓最高 。要使平均電流大，盡可能提高驅動電壓，使采用小電感大電流的電機。它的結構簡單， 成本 距力矩 頻率 山東科技大學學士學位論文 6 角可以做得很小，但動態(tài)性能較差。 (2)永磁式步進電機（ PermAnent MAg，簡稱 PM） 永磁式步進電機的轉子是用永磁材料制成的，轉子本身就是一個磁源?；旌鲜脚c傳統(tǒng)的反應式相比，結構上轉子加有永磁體，以提供軟磁 材料 的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。這種電動機最初是作為一種低速驅動用的交流同步機設計的，后來發(fā)現(xiàn)如果各相繞組通以脈沖電流，這種電動機也能做步進增量運動。 步進電機的內外結構 步進電機轉子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與 轉子齒軸線錯開。與齒 5相對齊，（ A39。轉子裝有一個軸向磁化永磁體用以產生一個單向磁場。而轉子包括兩段，一段經永磁體磁化成 N 山東科技大學學士學位論文 7 圖 定子展開圖 極，另一段磁化為 S 極，每段轉子齒以一個齒距間隔