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1、《数控原理与系统》课程设计数控原理课程设计成绩评定表设计课题：步进电机的控制学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：河南工业大学设计时间：2011/1/10---2011/1/15指导教师意见：成绩：签名：年月日《数控原理与系统》课程设计一、设计目的课程设计是巩固所学理论知识，培养综合运用能力的重要环节。通过本设计将《数控原理》课程的理论贯穿起来，形成一个系统、完整的理论体系。并且通过设计使我们初步了解工程设计的一般步骤和方法，为今后从事相关工作奠定基础。二、设计任务根据所学理论知识设计完成开环系统进给运动的控制，该系统以8051单片机为核
2、心，进给系统采用三相步进电动机驱动，设计出步进电机驱动电路，编写调试出步进电机脉冲分配，速度控制程序，写出设计报告。三、设计要求1、设计步进电机进给驱动电路，并绘制原理图，列出元件清单。2、设计系统控制软件，并画出软件流程图3、编写主要控制软件汇编语言源程序。4、写出设计总结报告。《数控原理与系统》课程设计目录1引言2总体方案设计2.1硬件方案论证2.2系统的设计方案方框图3硬件电路的设计3.1时钟电路的设计3.2复位电路的设计3.3开关控制电路的设计3.4显示电路的设计3.5驱动电路的设计4系统的软件设计4.1系统主程序流程图4.2中断子程序流程图4.3单片机系统程
3、序5总结6参考文献7附录：系统硬件原理图元件清单《数控原理与系统》课程设计1引言步进电机将脉冲信号转换成的机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例,通过改变电脉冲频率,可在大范围内调速,同时,该电机还能快速起动、制动、反转.此外,步进电机易于实现与单片机机或其它数字元件接口,适用于数字控制系统,并可取得较高的控制精度,系统硬件实施比较简单。这次数控原理的课程设计方案是基于单片机的步进电机运行控制系统。在这个控制系统中，控制器是它的核心，因为它担负着产生脉冲，发送、接受控制命令等任务。该系统的步进电机驱动控制电路,采用低价的AT89C51为控制器,可
4、直接对步进电机进行控制,省去了昂贵的专用步进电机控制器,简化了硬件线路,降低了成本,提高了系统的可靠性。.步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转换成角位移，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。近几十年来，数字技术、计算机技术和永磁材料的迅速发展，为步进电机的应用开辟了广阔的前景。2总体方案设计2.1硬件方案论证本系统是用单片机软件编程来产生脉冲分配信号,即把数字控制计数的高精度等方面的优势有效地应用于步进电机控制系统,同时本系统设计的步进电机控制器硬件电路十分简单,成本低,使用方便。本系统硬件方案论证包括开关控制电路、复位电路
5、、时钟电路、显示电路、光电耦合电路、功率放大电路的选择。2.1.1单片机的选择本次设计以CPU选用AT89C5l作为步进电机的控制芯片．AT89C51的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上．使用方便等优点。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的
6、方案。《数控原理与系统》课程设计AT89C51的引脚结构图如图2所示,其管脚说明如下：图2AT89C51引脚结构图VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编
7、程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 《数控原理与系统》课程设计P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控
