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个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度步进角。

通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的由于步进电机的速度与脉冲频率成正比关系，通过控制脉冲频率就可以控制步进电机转动的速度。

本系统将步进电机的最高速度设定为，最低转速设定为启动速度。

由于所选的步进电机的步距角为，转圈需要个脉冲，设转速为，则每分钟需要的脉冲个数为个脉冲，每个脉冲的周期为单步时间定时器的定时时间为的计数初值由上式可以算出每个转速对应的计数初值，例如转速为时对应的的计数初值为转速为时对应的计数初值为其它转速对应的计数初值如附录所示。

由于步进电机的转速正比于脉冲频率，所以调速时只需把每个速度对应数组中的定时初值取出来，作为定时器的计数初值，这样就可以让单片机输出不同的频率，从而改变转速。

本章小结本章首先介绍了软件设计原则，其次介绍了主程序中断程序调速程序显示程序等程序的设计。

编写出详细的语言程序，并用软件进行程序的调试。

完整的程序如附录所示。

第五章结束语经过几个月的努力，终于完成了基于单片机的步进电机控制系统软硬件的研究和设计。

通过这次设计，加深对单片机控制系统的了解。

将所学的理论知识应用到实践中，在系统的设计中做指示灯连续运行指示灯单步运行指示灯显示缓冲区记录数字按键的次数周期记录速度控制位交换函数用于从键盘输入步数时，每输入个数就将高低位进行交换并送入显示缓区延时函数用与产生任意延时时间调用步数减函数调用停止判断函数调用调速函数附录步进电机转速与定时器定时常数关系表转速周期定时器计算初值定时初值四舍五入污染，以缓解资源的供需矛盾。

这发展道路和基本国策的提出， 对国内企业界提出了更高要求，带来了新的机遇和挑战。

而如何转变发 展模式，也促使国内众多企业家在不断的思考和修改企忧虑和愈来愈广泛的关注。

因此，根据我国资源紧缺的基本国情，要建设资源节约型社会，必 须选择条与发达国家不同的资源组合方式，即非传统的现代化道路，其关键在于促进资源的节约，杜绝资源的浪费，降低资着极强的约束作用，能源的承载能力制约着经济增长的速度结构和 方式。

由于高强度开采与巨大消耗，化石能源资源渐趋枯竭，环境污染 日趋严重，这趋势及其消耗造成的对环境的沉重压力引起国际社会极 大的 能源是人类社会生存和发展的重要物质基础。

自工业革命以来，世 界社会经济发展与能源的关系愈来愈密切。

方面，石油煤炭天然 气等化石能源支撑了辉煌的工业文明另方面，能源对社会经济发展 有产品废物再生资源循环经济模 式转变要着力构建节约型的消费模式，在全社会形成健康文明节约 资源的消费理念，用节约资源的消费理念引导消费方式的变革，逐步形 成与国情相适应的节约型消费模式。

动经济增长业集团有限公司武汉中油科技新产业有限 公司中国农业科学院油料作物研究所共同出资组建，其中武汉高科 农业集团有限公司位于武汉市洪山区珞狮南路特号，以货了如下的工作。

查阅相关资料。

根据课题要求查阅资料，然后在老师的指导下，有针对性地学习相关知识，对资料进行消化和吸收。

根据系统的要求确定控制系统的总体设计方案。

系统以单片机为控制核心，并设计相应的接口电路，包括环形脉冲分配器键盘电路显示电路步进电机的驱动电路等。

编写应用程序。

软件是根据控制系统的要求设计的，包括主程序的设计中断程序设计键盘显示程序设计调速程序设计等程序的设计。

用软件完成程序的编写和调试，并用软件进行系统仿真。

论文采用单片机技术，使单片机能根据设定的步数，实现步进电机的自动调速控制，并同过数码管显示步进电机的运行步数，完成对控制系统的硬件电路和应用软件设计。

论文虽然完成了系统的设计，但由于开发经验不足，系统定存在不妥之处，尤其是步进电机的应用方面有待进步的研究和探讨。

论文中的不足之处敬请老师批评指正。

参考文献宋辉用实现步进电机的快速精确定位，电子技术上海，李鹏控制电机及其应用，北京中国电力出版社彭鸿才电机原理及拖动，北京机械工业出版社刘宝廷，程树康步进电机及其驱动控制系统，哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，潘新民，王燕芳微型计算机控制技术实用教程，北京电子工业出版社王玉林，王强步进电机的速度调节方法，电机与控制应用，闫剑虹，何泰祥步进电机高速启停控制的单片机实现，空间电子技术，王建，张玉峰，力磊步进电机的加减速控制研究，工矿自动化，袁忠基于单片机的步进电机控制制造业自动化，杭柏林，房玉明基于单片机的步进电机开环控制系统，黄宁在自动生产线中的应用，自动化技术与应用，潘永雄新编单片机原理与应用，西安西安电子科技大学出版社，王新贤通用集成电路速查手册，济南山东科学技术出版社郭天祥新概念单片机语言教程，北京电子工业出版社，李华系列单片机实用接口技术北京航空航天大学出版社杨宏，李国辉基于与单片机的步进电机控制设计，现代电子技术，张立科系列单片机程序设计完全手册，北京人民邮电出版社张大明单片微机控制应用技术实操指导书，北京机械工业出版社，附录附录系统程序包含头文件段码转速表步距角为晶振为停止启动标志位复位标志位脉冲信号输出正反转控制信号正转指示灯反转指示灯停止指示灯启动键数较多，为减少键盘电路占用引脚数目，故采用矩阵键盘。

本程序采用行列对应的二进制码来确定按键功能，例如让输出，如果第按键按下时，与交叉点对应的键码为，第二个按键为，第三个按键为，第四个按键为。

通过查询口的状态就可以确定哪个按键按下，确定按键按下后再进行相应的功能处理即可。

其它按键编码及功能定义如表所示。

表按键的功能与相应键码的定义键号功能键码启动停止正转反转复位未定义按键功能说明本程序的数字按键用于设定步进电机的运行步数启动停止按键用于控制步进电机的启动与停止正反转按键用于控制步进电机的正反转复位按键用于当输入参数有误时，可通过复位按键重新输入参数。

调速程序设计步进电机参数表步进电机参数工作电压步距角工作力矩最大静电流空载启动频率空载运行频率步进电机转速与频率的关系步进电机是机电控制中种常用的币出有毛病。

这种故障主要表现为齿轮咬合不良，轮齿磨损严重，对轮润滑不良，联轴器歪斜错位，齿式联轴器齿形齿距不对间隙过大或磨损严重，都会造成定的振动。

电机本身结构的缺陷和安装的问题。

这种故障主要表现为轴颈椭圆，转轴弯曲，轴与轴瓦间间隙过大或过小，轴承座基础板地基的部分乃至整个电机安装基础的刚度不够，电机与基础板之间固定不牢，底脚螺栓松动，轴承座与基础板之间松动等。

而轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。

电机拖动的负载传导振动。

例如汽轮发电机的汽轮机振动，电机拖动的风机水泵振动，引起电机振动。

电气部分的故障是由电磁方面的原因造成的主要包括交流电机定子接线绕线型异步电动机转子绕组短路，同步电机励绕组匝间短路，同步电机励磁线圈联接，笼型异步电动机转子断条，转子铁心变形造成定转子气隙不均，导致气隙磁通不平衡从而造成振动。

本设计中系统故障分为两个等级如上图所示级故障为高级。

当发生此类故障，断路器跳闸使电机停止运行，禁止其他控制输出，并声光报警指示灯和电铃。

只有按报警复位按钮后声光报警停止。

二级故障为低级。

当发生此类故障时，断路器不动作，电机继续运行，只相应声光报警。

故障诊断程序设计在进行故障诊断设计时，首先必须对整个系统可能会发生的故障进行分析，得到系统的故障层次结构，利用这种层次结构进行故障诊断部分的设计。

以厂电机输送控制系统的故障结构为例。

为了描述简单，这里作了定的简化。

系统故障结构的层次性为故障诊断提供了个合理的层次模型。

在进行系统的梯形图程序设计时，应充分考虑到故障结构的层次，合理安排逻辑流程。

在引入故障输入点时应注意必须将系统所有可能引起故障的检测点引入，以便系统能及时进行故障处理应在系统允许的条件下尽可能多的将最底层的故障输入信息引入的程序中，以便得到更多的故障检测信息为系统的故障自诊断提供服务。

故障点的记录为了得到系统的故障情况实现系统的故障自诊断，必须将所有故障检测点的状态反映给内部寄存器，图是用来记录故障点的部分程序。

是输入的节点，表示侧皮带信号，当输煤系统使用侧皮带正常运行时的值为，当变为时，说明侧皮带信号出了故障，此时利用上升沿微分指令记录这次的信号跳变。

这样这次事故就记录在中。

程序设计中将作为记录底层故障信息的寄存器，由于内部寄存器有位，所以能够记录种不同的故障原因。

如果有更多的故障需要记录，可以设置多个寄存器字。

需要说明的是，有时引起故障的原因可能不止个，往往个故障会引起另些故障的发生，因此还有关键的点是程序要能记录最先发生的故障。

这也需要通过编程实现，程序只对最开始发生的故障敏感。

如下图所示。

多次故障事件的记录由于系统实际长时间的运行中，可能会出现多次故障，为了检修和维护方便，还需要能够将多次故障事件记录下来。

型的数据存储区区可以间接寻址，利用这点，可以在区划出定的区域，用来记录每次故障事件，包括故障类型和事件发生的时间日期，小时，分钟，秒。

这段区域可以循环记录，实际使用中记录了最后次故障的情况，这些记录执行机构，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个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度步进角。

通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的由于步进电机的速度与脉冲频率成正比关系，通过控制脉冲频率就可以控制步进电机转动的速度。

本系统将步进电机的最高速度设定为，最低转速设定为启动速度。

由于所选的步进电机的步距角为，转圈需要个脉冲，设转速为，则每分钟需要的脉冲个数为个脉冲，每个脉冲的周期为单步时间定时器的定时时间为的计数初值由上式可以算出每个转速对应的计数初值，例如转速为时对应的的计数初值为转速为时对应的计数初值为其它转速对应的计数初值如附录所示。

由于步进电机的转速正比于脉冲频率，所以调速时只需把每个速度对应数组中的定时初值取出来，作为定时器的计数初值，这样就可以让单片机输出不同的频率，从而改变转速。

本章小结本章首先介绍了软件设计原则，其次介绍了主程序中断程序调速程序显示程序等程序的设计。

编写出详细的语言程序，并用软件进行程序的调试。

完整的程序如附录所示。

第五章结束语经过几个月的努力，终于完成了基于单片机的步进电机控制系统软硬件的研究和设计。

通过这次设计，加深对单片机控制系统的了解。

将所学的理论知识应用到实践中，在系统的设计中做指示灯连续运行指示灯单步运行指示灯显示缓冲区记录数字按键的次数周期记录速度控制位交换函数用于从键盘输入步数时，每输入个数就将高低位进行交换并送入显示缓区延时函数用与产生任意延时时间调用步数减函数调用停止判断函数调用调速函数附录步进电机转速与定时器定时常数关系表转速周期定时器计算初值定时初值四舍五入污染，以缓解资源的供需矛盾。

这发展道路和基本国策的提出， 对国内企业界提出了更高要求，带来了新的机遇和挑战。

而如何转变发 展模式，也促使国内众多企业家在不断的思考和修改企忧虑和愈来愈广泛的关注。

因此，根据我国资源紧缺的基本国情，要建设资源节约型社会，必 须选择条与发达国家不同的资源组合方式，即非传统的现代化道路，其关键在于促进资源的节约，杜绝资源的浪费，降低资着极强的约束作用，能源的承载能力制约着经济增长的速度结构和 方式。

由于高强度开采与巨大消耗，化石能源资源渐趋枯竭，环境污染 日趋严重，这趋势及其消耗造成的对环境的沉重压力引起国际社会极 大的 能源是人类社会生存和发展的重要物质基础。

自工业革命以来，世 界社会经济发展与能源的关系愈来愈密切。

方面，石油煤炭天然 气等化石能源支撑了辉煌的工业文明另方面，能源对社会经济发展 有产品废物再生资源循环经济模 式转变要着力构建节约型的消费模式，在全社会形成健康文明节约 资源的消费理念，用节约资源的消费理念引导消费方式的变革，逐步形 成与国情相适应的节约型消费模式。

动经济增长业集团有限公司武汉中油科技新产业有限 公司中国农业科学院油料作物研究所共同出资组建，其中武汉高科 农业集团有限公司位于武汉市洪山区珞狮南路特号，以货