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时间:2018-11-16
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1、沈阳航空航天大学毕业设计论文基于单片机的步进电机控制电路设计沈阳航空航天大学摘要本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制,通过I0口输出的时序方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片ULN2003驱动步进电机;同时,用4个按键来对电机的状态进行控制,并用数码管动态显示电机的转速。系统由硬件设计和软件设计两部分组成。其中,硬件设计包括AT89C51单片机的最小系统、电源模版、键盘控制模版、步进电机驱动(达林顿驱动器ULN2003)模块、数码显示(四位一体数码管SM420361K)模块、测速模块(含霍尔传感器UGN3020)6个功能模块的设计,以及各模
2、块在电路板上的有机结合而实现。软件设计包括键盘控制、步进电机脉冲、数码管动态显示以及转速信号采集模块的控制程序,最终实现对步进电机转动方向及转速速度的控制,并将步进电机的转速速度动态显示在LED数码管上,对速度进行实时监控显示。软件采用在Keil软件环境下编辑的C语言。本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。关键字:步进电机,AT89C51单片机,电脉冲信号,转速控制,角位移,方向控制沈阳航空航天大学目录前言…………………………………………………………………………………1第1章控制系统硬件分析与设计…………………………………………………11.1设计目的及系
3、统功能………………………………………………………11.2步进电机…………………………………………………………………11.2.1步进电机概述………………………………………………………11.2.2步进电机的特性……………………………………………………21.2.3步进电机的种类……………………………………………………31.2.4永磁步进电机的控制原理…………………………………………31.3步进电机控制系统的组成…………………………………………………51.3.1单片机最小系统……………………………………………………51.3.2键盘控制电路…………………………………
4、……………………61.3.3LED数码显示电路…………………………………………………81.3.4测速电路介绍………………………………………………………91.3.5步进电机驱动电路………………………………………………101.3.6电源设计…………………………………………………………13第2章控制系统软件分析与设计………………………………………………142.1程序设计思路……………………………………………………………142.2程序流程图………………………………………………………………142.2.1主程序流程图……………………………………………………142.2.
5、2读键盘子程序流程图……………………………………………152.2.3键盘处理子程序流程图…………………………………………162.2.4电机控制中断程序流程图………………………………………17第3章调试与改进………………………………………………………………183.1调试与改进………………………………………………………………183.2运行结果………………………………………………………………19总结……………………………………………………………………………20沈阳航空航天大学致谢………………………………………………………………………………21参考文献………………
6、…………………………………………………………22附录………………………………………………………………………………23沈阳航空航天大学前言当今社会,电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。步进电机是最常见的一种控制电机,在各领域中得到广泛应用。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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(称为“步距角”
7、),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,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、误差不会长期积累的特点,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、雕刻机)、工业控制(数控机床、工业机器人)、医疗器械等机电产品中。研究步进电机的控制和测量方法,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。控制核心采用C51芯片,它以其
8、独特的低成本,小体积广受欢迎,当然其易编程也是不可多得的优点为此,
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