步进电机控制系统设计本科学位论文.doc

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1、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：步进电机控制系统设计题目类型（打√选择）设计（）论文（）一、文献综述1步进电机的基本原理与优缺点：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。  虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲

2、信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。2、国内外对步进电机控制系统研究的历史和现状步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，其原如模型起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。此后，在电话自动交换中广泛使用了步进电机。不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。　　20世纪60年代后期，在步进电机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电机应运而生，而半导体技术的发展则推进了步进电机在众多领域的

3、应用。在近30年间，步进电机迅速地发燕并成熟起来。从发展趋向来讲，步进电机已经能与直流电机、异步电机、以及同步电机并列，从而成为电机的一种基本类型。我国步进电机的研究及制造起始于本世纪50年代后期。从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电机为主。70年代初期，步进电机的生产和研究有所突破。除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电机本体的设计研究发展到一个较高水平。70年代中期至80年年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发。自80年代中期以来，由于对步进电机精确

4、模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及驱动器作为产品广泛利用。3、主要工作的思路方法将功能强大与应用简单的单片机与应用广泛而且精度高的步进电机结合起来实现单片机对步进电机的控制，通过简单程序实现复杂操作，按照我们的要求控制电机运行。在日常生活中，将两者结合的设计的系统应用在一定要求的实物中，不仅节约成本而且功能完善，安全可靠。虽然步进电机的研究已经很成熟，然而为了满足工业发展的需要，拥有不同功能的步进电机被不断研发出来，这就决定了我们必须熟练地对电机精确控制。【格式，内容不深入】二、设计（论文）主要内容1、设计目标这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进

5、电机的控制系统，通过具体的设计使我掌握：（1）、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程（2）、熟悉步进电机的驱动原理（3）、掌握步进电机的控制方法（4）、掌握系统原理图设计方法（5）、掌握系统印制板图设计方法（6）、掌握系统软硬件调试方法2、设计的基本内容此步进电机控制系统实现了以下功能：(1)键盘功能键实现对步进电机运行方式的控制，数字键实现对电机参数的设置。(2)显示器能够显示电机运行的步数。(3)通过键盘输入预定步数，实现单片机对步进电机带动负载进行预定工作的控制。本系统采用加速定位控制，避免了启动速度过大而使电机不能正常启动。(4)通过点动与低速

6、运行，实现对步进电机位置的自由控制。3、设计成果形式（1）毕业设计任务进度细则。（2）系统硬件电路图1张，系统程序流程图1张。（3）设计说明书1份（含程序清单），实现对步进电机的转动方向、速度、位置的控制。（4）答辩演示文稿1份。这个课题就是用AT89C51单片机设计一个步进电机的控制系统，通过具体的设计使我掌握：（1）、掌握AT89C51单片机应用系统的软硬件开发过程（2）、熟悉步进电机的驱动原理（3）、掌握步进电机的控制方法（4）、掌握系统原理图设计方法（5）、掌握系统印制板图设计方法（6）、掌握系统软硬件调试方法【写的太多，简单些】三、设计（研究）方案根据设

7、计要求可将设计分成两部分来实现：1、驱动系统电路设计；驱动系统电路原理；AT89C51将控制脉冲从P0.1引脚输出，L297在单片机提供的时钟脉冲下，产生稳定频率的四拍驱动信号，信号经L298放大后，驱动电机的各相绕组，实现电机的运行，通过中断延时程序改变单片机输出的脉冲，步进电机随着不同的脉冲信号分别作正传、反转、加速、减速和停止等动作。2、软件设计：采用中断方式：P0.1为步进脉冲输入端，受中断P3.2和P3.3控制，P3.4和P3.5为正反转脉冲输入端。【方案写的太少】四、工作进度安排3~4周查阅文献、搜集资料、熟悉理论知识5~6周论证和拟定所设计系统的总体

8、方案，撰写