【正文】 需要換相 6次，即所謂“六拍”，轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)動一個(gè)齒距角。如果對 多相步進(jìn)電動機(jī)來說，每次只對一相通電，要使磁場旋轉(zhuǎn)一周就需要多拍。從圖中可以看出，它分成轉(zhuǎn)子和定子兩部分。 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的性價(jià)比比較高，應(yīng)用得非常廣泛，下面就以反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)為例 來說明步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。轉(zhuǎn)子的極數(shù)和定子的極數(shù)相同，所以步距角一般很大。 永磁式步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子使用永磁材料制成的，轉(zhuǎn)子本身就是一個(gè)磁源。 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，轉(zhuǎn)子中沒有繞組。在非超載的情況下，電機(jī)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(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè) 脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。 2. 硬件電路部分： 第三 章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的控制核心 AT89C51 單片機(jī)， 驅(qū)動電路， 顯示電路和 ZLG7290 芯片。 4．繪制系統(tǒng)原理圖、方框圖和線 路圖等。步進(jìn)電機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能 方面比傳統(tǒng)的閉環(huán)控制直流伺服電動機(jī)有較好的性能。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種 電機(jī)，利用其沒有累積誤差的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 2 控制。步進(jìn)電動機(jī)已成為除直流電動機(jī)和交流電動機(jī)以外的第三類電動機(jī)。在沒有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵下氣隙磁場能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。一般電動機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，而步進(jìn)電動機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時(shí)步進(jìn)電動機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動，每給它一個(gè)脈沖信號，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)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。以后經(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、高分解性能、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) 概述 步進(jìn)電機(jī)最早是在 1920 年由英國人所開發(fā)。 speed control； ZLG7290。 use of keyboard, display 8279 can be dedicated to simple hardware and less software overhead to achieve keyboard and LED display interface. Finally introduce the hardware and software implementation methods in detail. Key words: SCM。 pulse distribution method using hardware from the 8713 chip control signals received resulting from the corresponding control pulse, to avoid software method to generate pulses in constant time occupied。ZLG7290。 本設(shè)計(jì) 最后詳細(xì)介紹了硬件部分 和軟件部分的實(shí)現(xiàn)方法。揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 I 摘 要 本設(shè)計(jì)中首先介紹了步進(jìn)電機(jī)的工作原理、控制特點(diǎn)和運(yùn)行狀態(tài)，然后給出了步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。 在這個(gè)控制系統(tǒng)中， 單片機(jī) 選用 AT89C51，其 作為控制核心， 擔(dān)負(fù)著產(chǎn)生脈沖，發(fā)送、接受控制命令 等 任務(wù) ；脈沖分配采用硬件方法 ，由 8713 接收到單片機(jī)的控制信號后產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，避免了軟件法在不停地產(chǎn)生脈沖時(shí)占用的時(shí)間；采用單電壓驅(qū)動的方法驅(qū)動電機(jī)帶動負(fù)載運(yùn)行；利用鍵盤、顯示專用芯片 8279 能夠以較簡單的硬件電路和較少的軟件開銷實(shí)現(xiàn)微型機(jī)與鍵盤和 LED 顯示器接口 。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) ； 步進(jìn)電機(jī)；速度控制 。顯示器 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 II Abstract The design introduces the working principle of stepper motor, control features and operations, and then gives the stepper motor microcontroller control system design programs. In this control system, the SCM selecting AT89C51, the control center of the shoulder produces pulses, sending, receiving control mands and other tasks。 adopt a single voltagedriven approach drive motor to drive the load operation。 stepper motor。display； 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 III 目 錄 摘 要 ....................................................... I Abstract .................................................... II 第一章 緒論 ................................................. 1 步進(jìn)電機(jī)概述 .......................................... 1 課題研究的主要內(nèi)容 .................................... 2 研究內(nèi)容 ........................................ 2 論文安排 ........................................ 2 第二章步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ............................... 3 步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng) ........................................ 3 步進(jìn)電機(jī)的失步現(xiàn)象 .................................... 5 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的組成 ................................ 6 系統(tǒng)的控制過程 ........................................ 7 第 三章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分 .............................. 9 硬件電路圖 ............................................ 9 采用 51系列單片機(jī) AT89C51 作為控制器 .................. 10 AT89C51 的主要性能 ............................. 10 AT89C51 引腳功能說明 ........................... 10 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路 ................................... 15 LED 顯示電路 ......................................... 16 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理 ........................... 16 LED 顯示接口 ................................... 18 可編程鍵盤 /顯示控制器 ZLG7290 電路工作原理 ............ 19 ZLG7290 概述 ................................... 19 管腳、引線與功能 ............................... 21 ZLG7290 鍵盤、顯示接口電路設(shè)計(jì) ................ 24 脈沖分配 ............................................. 26 第四章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)軟件部分 ............................. 30 定時(shí)器中斷服務(wù) ....................................... 30 定時(shí)器初值 ..................................... 30 定時(shí)器中斷服務(wù)子程序 ........................... 31 速度控制 ............................................ 31 第五章 總結(jié) ................................................. 35 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 IV 致謝 ........................................................ 36 參考文獻(xiàn) .................................................... 37 附錄 ........................................................ 38 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 1 第一章 緒論 本章將簡要介紹步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展過程 、步進(jìn)電機(jī)在日常生活中的 廣泛應(yīng)用、步進(jìn)電機(jī) 作為數(shù)字控制電動機(jī) 的主要特點(diǎn) 以及 本次研究的主要內(nèi)容 和論文安排 。 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，這對于數(shù)字化的控制變得更為容易。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。隨著微 電子 和計(jì)算 機(jī)技術(shù)的 發(fā)展 ，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增， 在各個(gè)國民 經(jīng)濟(jì) 領(lǐng)域都 有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)可以直接用數(shù)字信號驅(qū)動，使用非常方便。步進(jìn)電動機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需 的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動方向。因此非常適合于單片機(jī)控制。傳統(tǒng)電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。 步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式，正是這個(gè)特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。 課題研究的主要內(nèi)容 研究 內(nèi)容 本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制為主要目標(biāo)，主要內(nèi)容有： 1. 了解步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理； 2. 了解步進(jìn)電機(jī)的控制方法； 3．選擇、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)所需的控制電路，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)；控制電路主要由 AT89C51 單片機(jī)、晶振電路、地址鎖存器、譯碼器、ZLG7290 芯片等組成， ZLG7290 芯片能自動完成對顯示的刷新，同時(shí)還可以對鍵盤自動掃描，識別閉合鍵的鍵號，使用非常方便。 論文安排 1. 原理部分： 第一章和第二章主要介紹了步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)和工作原理以及步進(jìn)電機(jī)的控制特點(diǎn)和運(yùn)行狀態(tài)。 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 3 第二章 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方 案 步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng) ,1 步進(jìn)電動機(jī) 的 定義 步進(jìn)電機(jī)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。 ,2 步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)分類 一般說來步進(jìn)電動機(jī)可分為三大類：反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)、永磁式步進(jìn)電動機(jī)和混合式步進(jìn)電動機(jī)。它的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，步距角可以做得很小，但動態(tài)性能較差。它的輸出轉(zhuǎn)矩大，動態(tài)性能好。需要供給正負(fù)脈沖信號。 圖 21 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 4 如圖 21 是一個(gè)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖。定子上有六個(gè)磁極（大極），每兩個(gè)相對的磁極（ N、 S極）組成一對，共有三對 2, 步進(jìn)電動機(jī)的工作方式 對于三相步進(jìn)電動機(jī)，其工作方式如下： 單三拍工作方式 正轉(zhuǎn)： A?B?C?A 反轉(zhuǎn)： A?C?B?A 其中“單”指的是每次對一相通電；“三拍”指的是磁場旋轉(zhuǎn)一周需