基于c语言的步进电机调速

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1、沈阳航空航天大学（论文）题g—基于C语言的步进电机调速班级7407202学号200704072053学生姓名浦洁指导教师曲晓光目录0.前言21.步进电机的基本理论22.方案设计22.1步进电机32.28255芯片43.硬件电路的工作原理33.1步进电机硬件电路图43.2驱动选择64.软件编程65.系统调试和结果分析66.结论及进一步设想14参考文献14附录1元件清单15课设体会15基于C语言的步进电机调速浦洁沈阳航空航天大学自动化学院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

2、，电机的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，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。｛速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机的调速一般是改变输入步进电才冲的频率來实现步进电机的调速，因为步进电机每给一个脉冲就转动一个固定的角度，这样就可以i制步进电机的一个脉冲到不一个脉冲的时间间隔来改变脉冲的频率，延时的长短来具体控制步进角3电机的转速，从而实现步进电机的调速。在本方案中，利用计算机控制教

3、学实验模型系统，通过计8255PB口输出电平信号的控制，实现步进电机速度、方向、及旋转角度的计算机控制。关键词：步进电机；方向控制；转速控制0.前言步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这＞字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、B性能、高响砬性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率?器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作f控制

4、性场合步进电机用得最多。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用7自动化控制系统屮。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与口倶增，在各个国民经2都有应用。步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动，非常方便。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输。进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和，冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的

5、数量、频率及电动机绕会的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没冇脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁i转子保持原冇位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具有快速启动、精确步i位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器屮得到广泛的应用。步进电动机已成为P电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生电气化过程中起着关键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差Of100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。现在比较常

6、用的步进电机括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度:式步进电机-般为三相，可实现人转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很人。反应式步i的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机;!合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0/这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。1

7、.步进电机的基本理论步进电机的工作原理是将电脉冲信号转换成相位移的电机，其机械位移和转速分别与输入电机绕组E个数和脉冲频率成正比，每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度.脉冲的数量决定了旋弃角度，脉冲的频率决定了电机运转的速度.当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按i方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过J冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的FI的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的i加速度，从而达到调速的目的。本设计选择四相八拍

8、的工作方式，步进电机的步进过程可以用下图1-1所示。B+O—相六线制步进电机原理VCC图1-1步进电机的工作原理图图1-1是一个四和反应式步进电机，其定子的每和都有一对磁极，每个磁极都有一个齿，即磁极本J四相步进电机有四对磁极8个齿，其转子有五个齿，分别称为0,1，2,3,4,5齿。直流电源通过开关E关分别对步进电机的A,B，C，D相绕组轮流通电。开始吋，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、