基于-pic单片机步进电机位置控制系统设计

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1、.编号本科生毕业设计基于PIC单片机的步进电机位置控制系统设计SteppingMotorpositioncontrolsystemdesignbasedonthePICMicrocomputer学生姓名石懂专业电子信息工程学号040411520指导教师白雪梅学院电子信息工程学院2008年6月...摘要本文介绍了步进电机工作原理以及各项指标参数，分析了单片机控制步进电机的方法。系统采用了单片机与步进电机串行控制方案，采用旋转编码器对系统的精确度进行衡量。以PIC单片机作为步进电机的控制器，实现步进电机的运动。硬件结构

2、由串行显示电路、键盘接口电路、电机驱动电路等构成。软件采用模块化设计，通过调用一系列子程序，如中断，键盘扫描，串行显示等实现步进电机三相单四拍、双四拍和单、双八拍的运行。给出了硬件原理图、编程流程图和软件程序。关键字：步进电机PIC单片机硬件接口电路ABSTRACT.Keywords:Steppingmotor；PICmicrocomputer；Hardwareinterfacecircuit...目录第一章概述11.1课题背景11.2单片机应用发展简介11.3主要研究工作2第二章步进电机原理及驱动42.1步进电机

3、的工作原理42.2步进电机的驱动62.2.1步进电机的驱动方式62.2.2步进电机的驱动特点82.2.3步进电机驱动器的直流供电电源的确定122.3步进电机控制系统构成12第三章单片机控制步进电机的方法143.1步进电机控制方法143.1.1串行方式143.1.2并行方式143.2PIC单片机介绍143.2.1PIC单片机介绍143.2.2PIC系列单片机的结构153.3步进电机的单片机控制16第四章系统硬件设计204.1系统硬件结构204.2模拟步进电机驱动电路204.3LED显示接口电路214.4键盘接口设计2

4、24.5石英多谐振荡器电路设计244.6光电编码器原理及分类25第五章系统软件设计285.1软件结构285.2子程序模块295.2.1串行静态显示模块295.2.2键盘扫描模块305.2.3中断模块31结论36参考文献37致谢38附录139附录243...第一章概述1.1课题背景步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的机电执行元件，每外加一个控制脉冲，电机就运行一步故称为步进电机或脉冲马达。当步进电机接收到一个脉冲信号，它就按设定的方向转动一个固定的角度(步进角)。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

5、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。步进电机具有转子惯量低，定位精度高，无累积误差，控制简单等特点。实际操作时不受电源电压，负载，环境，温度的影响能够实现快速启动、制动和反转。步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制，步进电机作为控制执行元件，是机电一体化的关键产品之一，以广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。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。随着数字技术和计算机的发展，研究步进电机驱动电路，使步进电机的控制

6、更加简便，灵活和智能化，使其应用更加广泛。步进电动机的发展方向主要有如下三点:（1）进一步完善和扩展驱动和控制功能。如采用SVPWM技术，采用电子齿轮比技术，扩展通讯网络功能等。（2）高功率密度步进电动机系统。（3）闭环控制步进电动机系统。为了彻底克服步进电动机系统一些根本性的弱点，如振荡的倾向及失步等，可改为闭环系统，但这种改变使步进电动机系统已起了质的变化，不再是本来意义上的步进电动机，而成为无刷直流电动机(BLDCM)，或交流伺服电机(ACSERVO）。1.2单片机应用发展简介单片微型计算机（SingleCh

7、ipMicrocomputer)简称单片机，是在一块芯片体上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM或EPROM、定时器/计数器、中断控制器以及串行和并行I/O接口等部件，构成的一个完整的微型计算机。自1971年Intel公司制造出第一块4位微处理器以来，发展十分迅猛，经历了4位机、低档8位机、高档8位机、16位机及最新一代的单片机。最新一代单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU...有8位、16位、32位，时钟频率高达20Hz，片内有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解

8、调器等。芯片向高集成化，低功耗方向发展，使得单片机在大量数据的及时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设、军事及家用电器等领域有广泛的应用。按照单片机特点，单片机可分为单机应用和多机应用。单机应用主要领域有：（1）测