毕业设计（论文）开题报告 -串行显示的步进电机单片机控制系统设计

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1、沈阳工业大学本科生毕业设计开题报告毕业设计题目：串行显示的步进电机单片机控制系统学院：工程学院专业班级：电气工程及自动化学生姓名：指导教师：2007年4月13日串行显示的步进电机单片机控制系统一、设计意义、任务要求及最后达到的目标1.课题的意义：现在很多领域中人们对电机的控制要求不只是转速和转矩，而是有了更高的要求。比如说打印机，绘图仪，机器人，等等设备要求能够控制电机转动的角度。在以前不论是支流电机还是交流电机都很难满足要求，而步进电机的特性使它完全满足要求。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而

2、不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。凭借这些特性使得步进电机在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，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。我的这个设计就是要做一个步进电机的控制系统。我使用的是单片机来控制步进电机。单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。弹片机是二十世纪七十年代中期发展起

3、来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、RAM、BOM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。二十世纪八十年代以来，弹片机发展迅速，出现了许多高性能新型机种，已经成为工厂自动化和各控制领域的支柱。我国开始使用单片机是在1982 年，短短五年时间里 发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开 发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用 协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，单片机应 用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机”的搜 索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外 的。与它相应的专业杂志现在也有

4、很多，比如由单片机界 的权威何立民主编的《单片机与嵌入式系统应用》杂志现 以风靡电子界，在2003年7月，91student.com（91 猎头 网）在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需 求报告中，单片机人才的需求量位居第一。一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑 或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口 （I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯 片上的微型计算机。 计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，

5、但是它毕 竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它 为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导 弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网 络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些 东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做 出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单 片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片

6、机外围接一点简单的接口电路，核心部分只 是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达1—3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩 具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。 所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。2.设计任务及要求：这个设计的主要任务是使用单片机控制步进电机的启动，加速，减速，停车等各种状态。3.课题达到的目

7、的：步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移。通俗地说：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（及步进角）。而且调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，因此非常适合于单片机控制。通过读取显示器上显示的正、反转命令，转速和转动步数后步进电机转动，转动步数减为零时停止转动。二、设计方案1.步进电机的特点步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步

8、进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80