694.步进电机控制系统 课程设计报告

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1、大学计算机学院硬件课程设计报告专业：信息安全班级：信息安全06--3设计题目：步进电机控制系统组长：学号：成员：学号：成员：学号：指导教师：职称：副教授2008年7月课程设计指导教师评阅书指导教师评语：成绩：指导教师签字：年月日摘要在此次硬件设计实验中，我们需要运用在微机原理与接口技术上所学的汇编语言与可编程外围接口芯片8255来进行实验，在实验中所要达到的目的是使步进电机能以正序或反序两种状况下的不同速度运转。运转的速度是通过我们所编程序来激发脉冲的频率来决定时延的大小而决定的。另外，通过上网查询得知。步进电机的应用广

2、泛。如切割机、空调风扇等。关键词：步进电机、8255、四相四拍、时延、脉冲信号目录一、设计任务与要求……………………………………51.1基本概念…………………………………………………………………51.2仪器设备…………………………………………………………………6二、总体方案设计与说明……………………………..72.1步进电机的驱动原理……………………………………………………7三、硬件框图与说明…………………………………...8四。、电路原理图与说明………………………………10五、软件主要模块流程图…………………………….

3、.11六、实验程序清单……………………………………..12七、问题分析与解决方案……………………………14八、结论与体会………………………………………15班级：信息安全06-3班小组代号：ONEONEONE小组成员：王东波胡璐吴明峰小组任务：步进电机控制系统小组口号：团结协作，不畏困难步进电机控制系统设计报告一、设计任务与要求：基本概念：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：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）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量

4、，从而达到准确定位的目的；同时您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。步进电机一般可分为永磁式（PM）、反应式（VR）、混合式（HB）三种。另外，步进电机相数是指产生不同对极N、S与磁场的激磁线圈对数。步进电机拍数是指完成一个磁场周期性变化所需要的脉冲数。步进电机的步进角是指对应每一个脉冲信号。 步进电机的保持转距：指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随

5、速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。    步进电机的精度：步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。   空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。    步距角

6、：就是发送一个脉冲，电机对应转动的角度。    定位转距：定位转矩是指步进电机不通电的情况下，定子锁住转子的力矩。    运行频率：步进电机能不失步运行的最高频率。   细分驱动器：步进电机细分驱动器的主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度。减少噪音。如对于步距角为1.8°（整步）两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数为8，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.072°，电机的精度能否达到或接近0.225°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其他因素，细分数越大精度越难控制。主要应用：用于各种数控

7、机床，半导体设备，纺织机械，包装机械，激光雕刻，切割机械，光机电一体化，疲劳试验机等。仪器设备：本次设计主要需利用微型计算机一台；通用微型计算机接口实验台一个（含有8255A芯片）；小功率两相四拍步进电机一只（附带接口等套件）；导线若干来设计并实现给定步进电机的控制；进一步掌握微机硬件和软件综合设计方法；控制步进电机转动来实现，基于实验箱，设计并实现接口和驱动电路；用汇编语言编制程序；另外，在设计过程中选好采用的芯片与电路连接线。步进电机工作环境要求：步进电机温度过高会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因

8、此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在130度以上，所以步进电机外表温度爱80——90度完全正常。抗干扰措施：   在单片机应用系统中，系统的抗干扰性能直接影响系统工作的可靠性。一旦系统受到干扰，程序指针发生错误，将会造成程序执行的混乱或进入死循环，系统无法正常运行，