选题质量 选题与专业培养目标相符情况 选题体现专业特点情况 能力水平 综合运用知识能力 运用资料文献能力 研究方案的设计能力 论文水平论点论据语言表达 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 整体结构应用价值 写作规范情况 评阅人评定成绩优良中及格不及格 评定成绩参考优项，另项为良项或，其它至少为中项 或，其它至少为及格四项或，其它至少为不及格项为。 山西大同大学届本科毕业设计答辩评分表 学院煤炭工程学院系别电气工程系专业自动化 论文题目基于单片机控制步进电机的旋转 学生姓名谢雅琴学号指导教师评分 指导教师王官升职称副教授评阅人评分 答辩委员 会答辩小 组名单 姓名性别职称学位答辩小组职务 李荣生男副教授学士组长 薛尚红男副教授学士秘书 王官升男副教授硕士成员 张楠男讲师硕士成员 答辩委员会答辩小组评鉴 评审项目指标 论文评价 选题与专业培养目标相符情况 选题体现专业特点情况 综合运用知识能力 运用资料文献能力 研究方案设计能力 论点论据语言表达 整体结构应用价值 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 写作规范情况 答辩表现自述情况答辩过程 答辩委员会综合评定成绩优良中及格不及格 毕业设计设计最终得分 答辩委员会主任或组长签字 年月日 评定成绩参考优项，另项为良项或，其它至少为中项 或，其它至少为及格项或，其它至少为不及格项为。 山西大同大学届本科毕业生设计答辩记录表 煤炭工程学院自动化专业级姓名谢雅琴学号 论文题目基于单片机控制步进电机的旋转 答辩委员会 主席或组长职称 答辩委员会 秘书 答辩委员会 成员 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 答辩记录包含答辩委员提出的问题，学生回答情况等 记录人签字答辩委员会主任答辩小组组长签字 年月日年月日 摘要 本文详细介绍了基于单片机控制步进电机旋转的设计，以系列单片机 为控制核心，对步进电机的旋转进行控制。在本文中，分别介绍了步进电 机的原理，单片机原理，系统的硬件电路以及程序组成。通过单片机电机的驱动 芯片以及相应的开关去实现控制电机的正转反转加速减速停止，精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 并对该系统进行硬件调试。本设计具有思路明确可靠性高稳定性强，模块化设 计，结构简单，人机交互换界面，操作简单的特点。这个系统可应用于在大多数机 电体化步进电机的控制。 实践证明，与传统步进电机控制器相比，单片机控制的步进电机控制更加简单 操作方便可靠，它具有更好的性能 关键词步进电机驱动芯片单片机控制旋转 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, , 泛。我们接触的不管 交通工具，还是家电，大多都离不开电机的运转。步进电机是电机的种，它可以 通过开环控制，达到准确定位和调速的目的。在些重要的领域普通电机是无法代 替的。由于微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求与日俱增，大量用于工业 自动化生产的机具设备以及电脑的外设。比如，切割机和打印机都大量用到步进电 机。 现在步进电机开始应用在控制精密要求的系统中，其应用范围也越来越普遍。 般小功率步进电机都使用单片机来驱动工作，运用单片机产生的脉冲来控制开 启正反转和变速等。这种控制方式具有成本低，体积小，操作简单，易于实现的 优点。所以对于研究步进电机的控制系统，具有十分远大的意义。为此，本文设计 了单片机控制步进电机的驱动程序，完成对步进电机转速以及转动方向的控制。 步进电机的发展概况 步进电机的研究和制造主要是从本世纪年代后期开始，在年代后期到 年代后期主要是科研机构和些高等院校来研究些装置或是开发些产品。在文 革期间，全国各地都大量生产和应用步进电机，而且都在各个行业里使用，其中半 导体器件的驱动电路器件都是国产。年代到年代，各种混合式步进电机和驱 动器作为产品已广泛应用。目前，能生产步进电机的厂家非常多，但大部分都属于 仿制，具有专业技术人员，又能自行开发研制的生产厂家非常缺，虽然步进电机应精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 用广泛，但并不能像交流电机，直流电机常规使用。它必须由脉冲信号功率驱动 电路组成控制系统才能使用。用好步进电机不是件易事，它涉及到机械电子 电机计算机等多个领域的专业知识。综合上述情况考虑，本文决定选用四相混合 式步进电机，叙述其基本工作原理及设计简单的驱动程序。 课题研究内容 本课题采用的研究方法是运用单片机用软件的方式配合有关芯片和电路元件， 达到片机来控制步进电机，控制步进电机的速度，并实现它的正反转，使其能在 定的范围下运行，以达到对步进电机的最佳控制，使用步进电机简单的工作方式来 实现个性化操作，以满足不同用户的要求。在期间对有可能发生的问题进行论述， 并且提出有效的解决方法。 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 步进电机的基础介绍 步进电机是将脉冲信号转变成对应的线性位移角位移的电磁装置。步进电 机由于精确性良好的性能，组成的开环系统不仅简单而且廉价，可行性高，目前打 印机，机器人，数控机床等设备都是以其为核心。在各种控制系统和办公自动化设 备等领域中有着极其广泛的应用。 步进电机的原理 般情况下电机的转子是永磁体，随着电流流过定子绕组，矢量磁场就会出 现在定子绕组上。由于磁场的存在，会引起转子的旋转，而且转子的磁场方向与定 子的致。当定子的矢量磁场转动时，转子也随着该磁场同角度的转动。输入个 电脉冲，电机转动个角度，前进步。输出的角位移和输入的脉冲数转速与脉 冲频率成正比例关系。而且改变绕组通电的顺序，电机就会反向转动。综述可知， 控制步进电机的转动可用控制脉冲数量频率及电动机各相绕组的通电顺序的方法 来实现。 步进电机的主要参数 步进电机的静态指标术语 相数是指电机内部的线圈组数，常用表示。当前经常使用的有二相三 相四相五相步进电机。 拍数步进电机绕组的每次通断电称作拍，经历次完整的磁场周期性 变化需要的脉冲数或者导电状态，常用表示，也就是电机转过个齿距角需要的 脉冲数，以三相电机为例，有三相三拍运行方式即，三相六拍运行方式 即。 步距角输入个脉冲信号，电机转子转过的相应角位移，常用表示。 度转子齿数运行拍数，用常用的二四相，转子齿为齿电机为例。四拍运 行时的步距角为度度也称整步，八拍运行时的步距角为精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 度度也称半步。 定位转矩电机断电时，电机转子所固有的锁定力矩，般是由磁场齿形的 谐波和机械误差等原因造成的。 保持转矩在步进电机通电时，但转子没有转动的情况下，转子的力矩被定 子锁定。通常在低速时，步进电机的力矩接近保持转矩。随着速度的增大，而步进 电机的输出力矩不断衰减，输出功率也在相应的变化，所以保持转矩是衡量步进电 机重要的参数。比如，当我们谈到的步进电机,在没有具体特殊说明的情况， 就是指保持转矩是的步进电机。 静转矩当电机处于额定静态电作用的状态下，电机不旋转时，电机转轴的 锁定力矩。是衡量电机体积的标准，不受驱动电压及驱动电源的控制。 静转矩和电磁激磁安匝数成正比关系，受定齿转子间的气隙的影响，但提高静 力矩不可以味的采用减小气隙，增加激磁安匝的方法，这样会带来电机的发热及 机械噪音的弊端。 步进电机的动态指标术语 步距角精度 步进电机转过每个步距角的所需实际值和理论值的偏差。用百分比表示偏差 步距角。与拍数有关，四拍运行时应在之内，八拍运行时应在以内。 失步 电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。 失调角 转子齿轴线与定子齿轴线的偏移角度，电机只要运转，就定有失调角的存在， 失调角产生的误差般无法消除。 最大空载起动频率 在种驱动形式下，在负载为零的情况下，电机能够直接起动的最大频率。 最大空载的运行频率 在种驱动形下，在负载为零的情况下，电机的最高转速频率。精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行动的人, 步进电机的特点 步进电机通过脉冲信号控制转动，而脉冲也就是数字信号，这是计算机专攻的 领域。自上世纪年代开始，研究开发出了专用的驱动电路，随着科学的发展， 研究成果的成熟，在世纪的今天，步进电机成为日常生活常见的装置中位 置控制必不可少的组成部分，步进电机具有如下特性 优点 不需要反馈，控制简单易行。 步进电机的精度为步进角的，并且不会累积。 通过单片机进行速度控制启动停止和反转和驱动电路的设计，操作简单 方便。 在停止时也能够保持转距。 成本低廉，不需要昂贵的保养费用。 通过脉冲进行精确定位。 不同的脉冲周期就有不同的运转速度，速度的可任意调节。 缺点 不能高速度运转而且容易发生堵转的问题，这就是和电机本身特性有关，因为 步进电机通性是最高转速为并且速度越快力气越小，所以当负载较 重本身力矩又不大时电机就不能高速度运转，还有种情况就是即使能转但经常 堵转，因此选电机时应该选择比理论计算出的电机的力矩大倍的电机 容易有失步的现象，它的主要原因是电机的力气太小，还有种可能就是驱动器 没有把信号完全发射给电机，般情况是后者，都是驱动器的问题，这个通过给电 机配驱动器时，恰当地选择个质量好的驱动器就可以解决了。 电机产热太大，这是因为电流过大或者就是驱动给电机的电流不稳定等原因造 成的，避免这个问题的方法是减小输出的电流但电流减小但电机的力气就会变小或 更换驱动器。 能源利用率低。精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人