基于单片机的步进电机控制毕业设计(论文)

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1、毕业设计选题审批单年级12专业电子班级1学生姓名学号1220090122选题单片机控制步进电机设计选题性质□设计□报告□其他选题论证：指导教师初审意见：签名：年月日毕业设计工作领导小组审批意见：签名：年月日2015届电子工程学院毕业设计开题报告及进度要求年级2012班级1学生姓名学号指导教师选题性质□设计□报告□其他选题单片机控制步进电机设计选题的目的和意义：选题研究的主要内容和技术方案：毕业设计工作时间2015年月日至2015年月日毕业设计工作日程安排时间段工作内容指导教师意见：成果要求：签字：年月日重庆信息技术职业学院毕业设计摘要步进电机是一种纯粹的数字控制电机，是将电

2、脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。本文应用单片机AT89C51和脉冲分配器PMM8713，步进电机驱动器，光电隔离器4N25等，构建了步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。通过AT89C51和脉冲分配器PMM8713完成步进电机的各种运行控制方式，实现步进电机在3相6拍的工作方式下的正反转控制和加减速控制。并通过步进电机丝杠连动，带动XY工作台的直线运动，实现从起点A点到预定点B点的位移控制。整个系统采用模块化设计，结构简单，可靠，通过人机交互换接口可实现各功能设置，操作简单，易于掌握。该系统可应用于步进电机在机电一体化控制等大多数场合。实践证明，基于单

3、片机控制的步进电机比传统的步进控制器具有更好的性能，更加简单、方便、可靠。本设计的主要研究对象就是开环伺服系统中最常用的执行器件——步进电机。关键词：步进电机、单片机、正反转控制、加减速控制、XY工作台II重庆信息技术职业学院毕业设计目录摘要I第一章绪论11.1步进电机及其发展11.2步进电机在我国的发展应用及前景11.3本文研究内容22.1步进电机的概念32.2步进电机的特点32.4步进电机的结构及工作原理42.4.1结构42.4.3工作原理42.4.4工作方式（三相）52.5步进电机的常用术语52.6步进电机的振荡和失步62.6.1振荡62.6.2失步72.7阻尼方法7

4、第三章步进电机的驱动83.1单电压功率驱动接口83.2双电压功率驱动接口93.3高低压功率驱动接口9第四章步进电机的单片机控制114.1步进电机控制系统组成114.2步进电机控制系统原理114.2.1脉冲序列的生成114.2.2方向控制124.3脉冲分配124.3.1通过软件实现脉冲分配124.3.2通过硬件实现脉冲分配134.4步进电机与微型机的接口电路14第五章步进电机的运行控制165.1步进电机的速度控制165.2步进电机的位置控制165.3步进电机的加减速控制176.3程序框图196.4汇编程序21设计总结23参考文献24II重庆信息技术职业学院毕业设计II重庆信息

5、技术职业学院毕业设计第一章绪论1.1步进电机及其发展步进电机又称为脉冲电动机或阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。单片机控制的步进电机广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机，大型望远镜，卫星天线定位系统等等。随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进电机的应用领域更加广阔，同时也对步进电机的运行性能提出了更高的要求。步进电机的原始模型起源于1830年至1860年，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，这被认为最早的步进电机。1950年后期晶体管的发

6、明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到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。步进电机往后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解能、高响应性、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、效率高的机器中，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的灵活控制性场合步进电机用得最多。1.2步进电机在我国的发展应用及前景我国步进电机的研究及制造起始于本世界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

7、些装置而使用或开发少量产品。我国在文化大革命中开始大量生产和应用步进电机，例如江苏、浙江、北京、南京、四川等各地都有投入生产，而且都在各行业使用，其中的驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。中等耐压的大功率半导体器件也完全国产化。70年代初期，步进电机的生产和研究都有所突破，除反映在驱动器设计方面的长足进步以外，对反应式步进电机本体的设计研究发展到一个较高的水平。70年代中期至80年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电动机不断被开