步进电机调速系统大学论文.doc

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1、摘要步进电机是一种由脉冲控制转速的执行机构。其驱动简单，控制精确度高，是日常使用的定位和驱动的工具。控制好步进电机，可以提高定位的精确性，对日常生产有较大的研究意义和应用前景。本文采用51单片机作为主控芯片，L297为电机驱动芯片，L298N为步进电机控制芯片，设计了一个步进电机控制系统。首先介绍了步进电机的转动和控制原理，然后对单片机和驱动芯片做介绍。然后编写控制系统软件。最后采用Proteus进行仿真，并对结果进行分析。关键词：步进电机，单片机，控制系统28AbstractSteppermotoriscontrolledbypulseactu

2、ators.Itiseasytodriveandhavehighcontrolaccuracy,andisatoolfordailyuseofpositioninganddriver.Makinggoodcontrolofsteppingmotor,canimprovetheaccuracyofpositioning,sothestudyofdailyproductionhasgreatsignificanceandapplicationprospect.The51singlechipmicrocomputerisusedasmaincontro

3、lchip,L297andL298Nareusedforsteppermotorcontrolchip,asteppingmotorcontrolsystemisdesigned.Firstlyintroducestherotationofthesteppermotorandcontrolprinciple,andthenintroducesMCUanddriverchip.Thenwritecontrolsystemsoftware.FinallyusesProteussimulation,andanalyzetheresults.Keywor

4、ds:stepmotor,single-chipmicrocomputer,controlsystem28目录摘要1Abstract2目录3第一章绪论51.1步进电机简介51.2步进电机驱动系统61.3步进电机研究的国内外状况6第二章51单片机原理82.151单片机发展82.251单片机介绍82.3单片机最小系统9第三章步进电机调速系统电路设计113.1L297步进电机控制器113.2L298N电机驱动芯片133.3显示电路设计143.3.1LM016L液晶模块143.4按钮163.5电源电路16第4章软件设计174.1主程序设计174.2速度运

5、算子程序184.3显示子程序18第五章Proteus仿真205.1Proteus简介205.2Proteus仿真20结论2528参考文献26致谢2828第一章绪论1.1步进电机简介步进电机是一种由脉冲控制转速的执行机构。它由转子和定子组成。定子是由硅钢片叠成，装上绕组。转子也是由硅钢片叠成，做成突级结构。常用的三相反应式步进电机的定子有6个磁极，转子有4个突齿。其工作的原理是电磁工作原理。当ABC相分别导电时，转子的凸齿与相应的相的绕组相对，这样来控制转子的转动。只要改变绕组的通电顺序就能改变步进电机的转动顺序。绕组的通电方式有：单三拍、六拍和双

6、三拍等。其中单三拍是指每次只有一相通电，双是两相通电，拍是指通电的次数。拍数越少步距角越大，否则越小。输入的脉冲数越多，步进电机转动的角度就越多。同时，输入频率越高，则步进电机的转速就越快。同时，通过控制脉冲数量，就可以控制步进电机的转动的位置，因此还能使用步进电机进行定位。步进电机具有以下特点（1）控制简便步进电机可以根据输入脉冲的数量控制旋转的角度，因此控制转动角度十分方便；还可以通过控制脉冲的频率控制步进电机的转速。而对于数字控制，对数量和频率的控制十分便利，因此步进电机的控制十分简单。（2）可以开环控制由于步进电机的转速误差不会累计，因此

7、只要步进电机能正常工作，就只需要调节脉冲来控制速度即可达到一定的精度。（3）寿命长不用电刷，寿命取决于轴承。步进电机当然也有缺点：（1）不适宜带惯性负载（2）驱动需要使用脉冲，对驱动电路有要求。（3）转速上升的同时，转矩下降步进电机在启动和停止时容易失步，在脉冲频率过高、负载过大时也会。281.2步进电机驱动系统步进电机的性能与驱动器的性能有很大关系。驱动器给步进电机的各相绕组提供一定规律的脉冲，使得步进电机转动。通过改变脉冲的规律便可以控制步进电机的转动方向。当步进电机和控制器的参数设计好后，系统的性能就取决于驱动器，因此驱动器的性能对于步进电

8、机控制系统来说十分重要。驱动方式主要分为：单电压驱动，高低压驱动，斩波恒流驱动，调频驱动等。（1）单电压驱动：这种驱动方式的最大特点就是