单片机——步进电机调速课程设计报告.doc

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1、......目录第一章概述……………………………………………21.1单片机简介……………………………………21.2步进电机简介…………………………………………2第二章设计目的与要求………………………………32.1设计目的………………………………………………32.2设计要求………………………………………………3第三章硬件电路设计…………………………………43.1程序流程图……………………………………………43.2硬件电路图……………………………………………53.3系统工作原理…………………………………………63.4功能说明………………………………………………6第四章软件

2、设计………………………………………74.1C语言程序……………………………………………74.2汇编语言程序…………………………………………12第五章总结与体会…………………………………26第六章参考文献……………………………………27...专业........第一章概述1.1单片机简介单片机是单片微型计算机的简称，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易

3、集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。1.2步进电机简介...专业........步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移的执行器。由于受脉冲的控制，其转子的角位移量和速度严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比。改变通电顺序可改变步进电动机的旋

4、转方向；改变通电频率可改变步进电动机的转速。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机、交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。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

5、求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。1.3步进电机工作原理对于一四相步进电机，采用单极性直流电源供电，只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。下图是四相反应式步进电机工作原理示意图。　开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3...专业........号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕

6、组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示：a.单四拍      b.双四拍     c八拍第二章设计目的与要求2.1设计目的...专业........通过具体小型测试系统设计，实践单

7、片机系统设计及调试的全过程，以加深对单片机部结构、功能和指令系统的理解，并进一步学习单片机开发系统的应用及一些外围芯片的接口和编程方法，初步掌握单片机系统的硬件、软件设计技术及调试技巧。2.2设计要求1.由一个总开关按钮控制步进电机的启动和停止，并由一个LED灯指示电机状态，亮表示电机运转；灭表示电机停止。2.由一个按钮选择电机正转或反转，并由两个LED灯指示电机旋转状态，其中一个亮表示正转，另一个亮表示反转。3.由三个按钮实现三级调速功能，分别对应低速、中速、高速模式，并由三个LED灯指示电机速度模式。第三章硬件电路设计...专业........3