步进电机课程设计实验报告

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1、指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学自动化学院计算机控制技术课程设计报告设计题目：步进电动机调速控制单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：林参专业：自动化班级：0810903学号：2009212466指导教师：陈勇设计时间：2012年6月2目录摘要1设计题目1一、平台1二、设计目的:1三、设计要求：1设计内容2一、计算机控制系统的总体规划与设计思路：2二、硬件综合设计31.总体原理电路图:32.实物图：3三、软件综合设计101.设计流程图：102.PID两种基本算法：位置算法和增量算法，采用变频调速113.实现以上要求的控制算法（已调试正确）：12设计总结21参考文献222摘要

2、步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制元件。通过单片机AT89C52控制的脉冲信号的频率和脉冲数控制电机的转速、停止的位置，而不受负载的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。采用对射式光电传感器H92B4为步进电机的测速原件，它利用码盘对光速的遮挡，由同步回路选通电路，从而检测码盘有无遮挡。光电式旋转编码器是转速或转角的检测元件，旋转编码器与电机相连，当电机转动时，带动增量式码盘旋转，便发出转速或转角信号。L297步进电机专用控制器，芯片内的PWM斩波器电路可开关模式下调节步进电机绕组中的电机绕组中的电流，用于计算机控制的两相双极和四相单相步进电机，能够用于控

3、制此步进电机，并与L298双全桥步进电机专用芯片等共同组成驱动电路。控制算法上，利用增量式PID算法，从测试传感器采样的信号经PID控制和所测试相结合消除减少误差，编出满足要求的程序。由以上几个主要部分共同构成步进电机闭环控制系统，驱动电路驱动电机，测速提供为反馈，AT89C52控制步进电机的正反转、和转速增减，实现对步进电机的控制，并由显示器显示出正反转方向和转速。关键词：步进电动机PIDAT89C52L297L298H92B40设计题目步进电动机调速控制一、平台1、二相四线制步进电动机；2、以单片机作为控制器。二、设计目的:1、设计步进电机控制电路；2、设计步进电机调速控制电路

4、，要求采用变频调速；3、采用PID两种基本算法：位置算法和增量算法，并要求知道这两种算法的特点；（1）位置算法：（2）增量算法：4、步进电动机旋转误差小于1%；5、实现正反转；6、速度检测与显示及控制。三、设计要求：1、整个课程设计的各个环节都要求学生自己动手。2、提供相应的算法分析与计算。3、自己选择计算机控制设备，构建一个简单的计算机控制系统。4、对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。5、课程设计时间1.5周。1设计内容一、计算机控制系统的总体规划与设计思路：此步进电机调速计算机控制系统主要由以下4部分组成1、单片机AT89C52的控制电路2、L297和L298组成驱动电路3、

5、对射式光传感器为测速元件测速（用的是T法测速）组成的反馈回路4、二相四线制步进电机由以上4部分组成步进电机调速计算机控制闭环控制系统。在AT89C52中载入增量式PID控制算法的程序，通过对按键的操作，控制步进电机的转速（加速、减速、正反转），并在显示器上显示出转速。最终实现完整的二相四线步进电机调速的计算机控制系统。设计基本框图如下：21一、硬件综合设计1.总体原理电路图:2.实物图：211、控制电路AT89C52实体图：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS的8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的FLASH只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM

6、）采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（1921脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口（32~39脚）被定

7、义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13脚定义为IR输入端，10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。主要工作特性是：片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；片内数据存储器内含256字节的RAM；具有32根可编程I/O口线；具有3个可编程定时器