毕业论文--无线发送与接收模块的步进电机控制电路设计

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1、摘要步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种领域中，它是电脉冲信号进行控制的，将电脉冲信号转化成相应的角转移或线转移的微电动机。它最突出的优点是在宽广的频率范围内通过改变脉冲信号来进行调速，快速启停、正反转控制及制动等，并且其开环系统既简单、廉价，又可行，因此在办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机的发展，步进电机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义。本课程设计介绍了四相五线步进电机及单片机的工作原理，利用MCS-51系列单片机和无线发送接收模块设计一个步进电机无线控制系统，用c语言编写出实现

2、电机的起停控制、正反转控制和给定转速控制的程序源代码，通过单片机，电机的驱动芯片L298以及相应的红外线遥控按键实现以上功能。关键词：步进电机；电脉冲信号；单片机；L298；红外线遥控目录1前言11.1步进电机简介21.2步进电机工作原理21.3红外线控制原理41.4课程设计任务51.5课程设计目的51.6课程设计要求52系统总体设计方案62.1步进电机设计方框图62.2驱动控制系统组成62.3信号分配72.4控制步进电机的速度83硬件设计93.1AT89S52介绍93.2单片机小系统原理图103.3驱动电路设计103.4红外线接收发射电路113.5遥控器设计124软件设计及调试134.

3、1系统工作流程135系统联调及操作说明145.1软件介绍145.2keil软件介绍155.3仿真与调试155.4硬件接线及调试165.5实例调试结果和分析186总结19参考文献...20附录121附录2351、前言1.1步进电机简介步进电机最早是在1920年由英国人所开发的，1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这使数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项

4、指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。如今，步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。1.2步进电机工作原理表1.1步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。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，而不受负载变化的影响，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，称为“步距角”，它的旋转是以

5、固定的角度一步一步运行的。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目的；同时也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。由此可见：电机的位置和速度与导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序，电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件，我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，

6、或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运动方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.注：2相励磁通过的电流是1相励磁时通过电流的2倍，转矩也是1相励磁的2倍。此时电机的振动较小且应答频率升高，目前仍广泛使用此种方式。四相四拍如下（1相激磁）：表1.1序号代码ABCD10xf8100020xf4010030xf2001040xf10001四相四拍如下（2相激磁）：表1.2序号代码ABCD10xfc110020xf6011030xf3001140xf91001四相八拍如下（1-2相激磁）：表1.3序号代码ABCD1

7、0xf8100020xfc110030xf4010040Xf6011050xf2001060xf3001170xf1000180xf910011.3红外线控制原理红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电