【正文】 ............................. 21 結 論 ................................................................................................................................ 22 謝 辭 .................................................................................................................................. 23 參 考 文 獻 .................................................................................................................. 24 附 錄 ................................................................................................................................ 25 課 程 設 計 用 紙 第 1 頁 概 述 （ 1）引言 步進電動機又稱脈沖電動機，其應用發(fā)展己有約 80 年的歷史。同時給出了步進電機的正反轉、速度控制的程序清單。 在此基礎上對外圍電路 鍵盤電路、復位電路等各個模塊的電路進行詳細的設計。包括步進 電機的控制方式和驅動方式作了系統(tǒng)說明 ， 給出了系統(tǒng)設計的總體方案以及本系統(tǒng)的特點和功能。 與其他類型電機相比具有易于開環(huán)精確控制、無積累誤差等優(yōu)點 ，在眾多領域中獲得了廣泛的應用。 （ 2） 通過控制步進 電機運轉狀態(tài)可以 實現(xiàn) 正反轉，加速減速。 洛洛 陽陽 理理 工工 學學 院院 課課 程程 設設 計計 說說 明明 書書 課程名稱 單片機原理及接口技術 設計課題 基于單片機控制步進電機 專 業(yè) 自動化 班 級 B120439 姓 名 鹿衛(wèi)超 2020 年 6 月 21 日 課 程 設 計 劃 任 務 書 電氣工程與自動化 系 自動化 專業(yè) 學 生姓名 鹿 衛(wèi)超 班級 B120439 學號 B12043927 課 程 名稱： 單 片機原理及接口技術 設 計 題目： 基 于 單片機控制步進電機 課 程 設計內容與要求： 本課題以單片機為核心，設計并制作出步進電機控制系統(tǒng)。 設計要求： （ 1） 通過控制按 鍵，使步進 電機實現(xiàn)順時針和逆時針旋轉 。 設 計 （論文）開始日期 2020 年 6 月 10 日 指 導教師 張 娟梅 設 計 （論文） 截止 日期 2020 年 6 月 21 日 指 導教師 董 紅政 2020 年 6 月 21 日 課 程 設 計 評 語 第 頁 年 月 日 指導教師 洛陽理工學院 電氣工程與自動化 系 自動化 專業(yè) 學 生姓名 鹿 衛(wèi)超 班級 B120439 學號 B12043927 課 程 名稱： 單 片機原理及接口技術 設 計 題目： 基 于單片機控制步進電機 課 程 設計篇幅： 圖 紙 14 張 說 明書 25 頁 指 導教師評語： 課 程 設 計 用 紙 摘要 步進電機是一種通過電脈沖信號控制相繞組電流實現(xiàn)定角轉動的機電元件 。 本文首先簡單的介紹了步進電機的發(fā)展概況、特點及工作原理。然后以AT89C52 單片機為主控制器 ， 詳細介紹了基于該單片機的步進電機的控制系統(tǒng)。接著闡述了步進 電機軟件控制的開發(fā)的流程和程序設計。本文采用軟硬件結合的方法 達到了對步進電機的最佳控制。可以說步進電機是純粹的數字控制電動機，步進電機驅動器通過控制脈沖，控制步進電動機各相繞組的導通或截止，從而使 電動機產生步進運動。 （ 2） 本文研究的目的和意義 步進電動機是用電脈沖信號進行控制，將電脈沖信號轉換成相應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通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調速，快速起停、正反轉控制及制動等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？尚?，因此在打印機等辦公自動化設備以及各種控制裝置等眾多領域有著極其廣泛的應用。 （ 3） 本文研究內容 本論文所選的步進電機是四相步進電機，實現(xiàn)步進電機加速、減速，正轉、反轉，預置圈數，圈數同步，以及轉速級別顯示。步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。本次 課程 設計就是通過改變脈沖頻率來調節(jié)步進電機的速度的。 課 程 設 計 用 紙 第 2 頁 第 1 章 步進電機的工作原理及其特性 步進電機的概念 步進電機是一種將電脈沖轉為角位移或線位移的執(zhí)行機構。我們可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到 準確定位的目的；同時我們也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。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。 從原理上講，步進電機是一種低速同步電動機。 步進電機 的特點 1. 一般步進電機的精度為步進角的 35%，角位移與輸入脈沖數嚴格成正比，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏 130 度以上，有的甚至高達攝氏 200 度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏 8090 度完全正常。當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。 4. 步進電機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數控系統(tǒng)。 7. 速度可在相當寬的范圍內平滑調節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅動負載。 9. 步進電機存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應的措施。 11. 步進電動機以其顯著的特點，在數字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數字化技術的發(fā)展以及步進電機本身技術的提高，步進電機將會在更多的領域得到應用。 反應式步進電動機采用高導磁材料構成齒狀轉子和定子，其結構簡單，生產成本低，步距角可以做的相當小，一般為三相，可實現(xiàn)大轉矩輸出，步進角一般為 度，但噪聲和振動都很大。 永磁式步進電機轉子采用多磁極的圓筒形的永磁鐵，在其外側配置齒狀定子。一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15 度。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。此類電機綜合了反應式和永磁式兩者的優(yōu)點，步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是性能較好的一類步進電動機，在計算機相關的設備中多用此類電機。當對步進電機施加一系列連 續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉動。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉子轉過一個齒距。θ z =2π /Z (Z 是轉子的齒數 ) 步距角：指每給一個電脈沖信號電動機轉子所應轉過的角度的理論值。用百分比表示：誤差 /步距角 *100%。 失調角：指轉子偏離零位的角度。 最大空載的運行頻率： 電機在某種驅動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉速頻率。 響應頻率：在某一頻率范圍內步進電機可以任意運行而不會丟失一步，則這一最大頻率稱為響應頻率。 步進電機的震蕩和失步 步進電機的 振蕩和失步是一種普遍存在的現(xiàn)象，它影響應用系統(tǒng)的正常運行，因此要盡力去避免。這種能量越大，振蕩的趨勢越利害，當控制脈沖的頻率等于