单片机控制步进电机

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1、专业：机电一体化班级：10机电一体化学生姓名：陆永春指导教师：汤老师学号：9101431004单片机控制步进电机18单片机控制步进电机摘要：本设计采用AT89S52单片机为核心对步进电机进行控制，并且辅以必要的外围器件和电路，通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经TIP122驱动步进电机；同时，用键盘对电机的状态进行控制，并用LCD显示电机的转速。关键词：单片机AT89S52;步进电机;18目录前言…………………………………………………………………………………31步进电机原理简介…

2、……………………………………………………………31.1控制换相顺序……………………………………………………………………31.2控制步进电机的转向……………………………………………………………31.3控制步进电机的速度……………………………………………………………31.4步进电机的静态指标及术语……………………………………………41.5步进电机动态指标及术语………………………………………………41.6驱动控制系统组成………………………………………………………………52步进电机控制方案……………………………

3、…………………………………73电路设计…………………………………………………………………………84程序设计分析……………………………………………………………………95系统调试…………………………………………………………………………106总结……………………………………………………………………………107致谢………………………………………………………………………………118参考文献…………………………………………………………………………119程序附录…………………………………………………………………………

4、1118单片机控制步进电机步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，即当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。其优点是结构简单、运行可靠、控制方便。尤其是步距值不受电压、温度的变化的影响、误差不会长期积累，这给实际的应用带来了很大的方便。它广泛用于消费类产品（打印机、照相机）、工业控制（数控机床

5、、工业机器人）、医疗器械等机电产品中。1步进电机原理简介步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：(1)控制换相顺

6、序通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。(2)控制步进电机的转向如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。(3)控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。(4)步进电机的静态指标及术语18相数：产生不同对极N、S

7、磁场的激磁线圈对数。常用m表示。拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（

8、俗称半步）。定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。(5)步进电机动态指标及术语：步距角精度：步进电机每转过