【53页】【毕业设计】51单片机实现的步进机控制系统.doc文档高清免费浏览

到上世纪初，由于战争的需要，造船工业发展迅猛。

在上世纪二十年代到三十年代间，些杂志先后刊登了些步进电动机在航海技术方面应用的文章，介绍了步进电动机的设计和计算方法。

直到上世纪三十年代初这些理论才被真正用于指导步进电动机的设计与生产。

但由于其性能不能满足速度不断提高的舰船的要求，使得这项技术徘徊了数十年之久，度几乎被废弃。

后来，由于无触点式电子开关元器件的出现，解决了步进电动机励磁绕组快速换向的问题。

所以，在上世纪中期，步进电动机又重新崛起。

年，美国麻省理工学院首先研制成三坐标数控铣床。

数控机床的出现提高了生产效率，推动了机械制造业的发展，对于采用哪种类型的电机作为进给机构的驱动元件直是争论的焦点，经过理论分析和现场试验，发现使用步进电动机作为进给机构的驱动元件是较理想的选择，这应用使得步进电动机的使用范围更加广泛。

黄昕单片机实现的步进机控制系统设计课题的意义我国对步进电动机的研制及应用起步不算太晚，早在年，我国的些科研院所就研制成功了反应式步进电动机，并开始应用到数控机床中。

进入上世纪六十年代中期，结构新颖的步进电动机相继问世，为了降低电机功耗以及提高效率，人们发明了永磁式和混合式步进电动机。

到上世纪七十年代，步进电动机的生产进入了全盛时期，其产量每年都已的指数递增。

到目前为止，步进电动机已被广泛应用于数控机床自动生产线自动化仪表计算机外围设备绘图仪电子手表等多方面。

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。

可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。

为适应这些要求，发展了系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的类便是步进电动机。

步进电动机的发展与计算机工业密切相关。

自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。

另方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床小功率机械加工机床测量仪器光学和医疗仪器以及包装机械等。

黄昕单片机实现的步进机控制系统设计任何种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统和简化的过程。

现在，步进电动机的发展已归结为单段式结构的磁阻式混合式和爪极结构的永磁式三类。

爪极电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。

由于步进电动机的转速随着输入脉冲频率变化而变化，调速范围很广，灵敏度高，输出转角能够控制，而且输出精度较高，又能实现同步控制，所以广泛地使用在开环系统中，也还可用在般通用机床上，提高进给机构的自动化水平。

步进电动机是机电体化产品中的关键组件之，是种性能良好的数字化执行元件。

它有输入脉冲与电机轴转角成比例的特征。

它将电脉冲信号转变成角位移，即给个脉冲信号，步进电动机就转动个角度，因此非常适合于单片机控制。

单片机在个集成芯片中，集成有微处理器存储器和基本的接口以及定时计数部件，即在个芯片上实现台微型计算机的基本功能。

黄昕单片机实现的步进机控制系统设计步进电动机的控制部分以单片机为主的微处理器控制。

其特点如下灵活性和适应性。

微处理器的控制方式是由软件完成的。

如果须要修改控制规律，般不必改变系统的硬件电路只须修改程序即可。

在系统调试和升级时，可以不断尝试选择最优参数，非常方便。

可以实现较复杂的控制，控制精度高。

微处理器有更强的逻辑功能运算速度快精度高有大容量的存储单元，因此有能力实现复杂的控制，如优化控制等。

并且不论被控量的大或小，都可以保证足够的控制精度。

可两个周期耗时，黄昕单片机实现的步进机控制系统设计延时子程序秒延时子程序，实际耗时大于存首位位选子中断结束存动态显示缓冲区首地址寄存器间接地址寻址黄昕单片机实现的步进机控制系统设计←，黄昕单片机实现的步进机控制系统设计显示子程序键值表六位显示完五位显示完了吗黄昕单片机实现的步进机控制系统设计字型表黄昕单片机实现的步进机控制系统设计黄昕单片机实现的步进机控制系统设计工作寄存区的切换，实现现场的保护首列号送键入口首列扫描字送键入口黄昕单片机实现的步进机控制系统设计结论基本实现如下功能键盘，控制步进电动机的拍数双四拍四相八拍的选择，是电机正反转，转速级速选择级，电机步数的精确定位。

并通过显示器对以上参数进行显示。

其中位中，第位显示拍数参数为双四拍，以外数字为四相八拍第二位显示速度级数第三位显示正反转参数表示电机正转，以外数字表示电机正转第四五六位显示步进电动机剩余步数当三位减为时电机停止转动。

单片机的外部中断及外部中断，分别实现电机的暂停及停止后进行正反转往复运动。

系统设计中，考虑到工业运用中的特殊环境，此两个中断为随机中断，实现特殊环境的急停及数控机床的自动进给运动。

考虑到电机运行中出现的丢步失步，系统中进行了电动机过电流的保护及报警电路。

黄昕单片机实现的步进机控制系统设计参考文献陈隆昌，阎治安，刘新正控制电机第三版西安西安电子科技大学出版社李铁力，杜坤梅电机控制技术哈尔滨哈尔滨工业大学出版社刘宝廷，程树康等步进电动机及其驱动控制系统哈尔滨哈尔滨工业大学出版社孙鹤旭交流步进传动系统北京机械工业出版社何希才，姜余祥电动机控制电路应用实例北京中国电力出版社曾江单片微机原理与接口技术北京科学出版社张国勋，孙海单片机原理与应用北京中国电力出版社李峻，李学全，胡德金著步进电机的运动控制系统及其应用微特电机，第卷，第期张大朋单片微机控制应用技术北京机械工业出版社李雅轩模拟电子技术西安西安电子科技大学出版社，陈正义单片机控制实习北京人民邮电大学出版社黄昕单片机实现的步进机控制系统设计陈建铎单片机原理与应用北京科学出版社吴国经单片机应用技术北京中国电力出版社陈林，洪云，彭小军著单片机在步进电动机控制系统中的应用机械制造与自动化，第卷，第期黄昕单片机实现的步进机控制系统设计致谢毕业设计的完成为自己的大学生活画上了个圆满的句号，此时涌上心头的除了欣慰更多的是诚挚的谢意，我要真心的感谢我的指导老师，这个毕业设计凝聚着自己的汗水，但却又不是我个人智慧的结晶，在整个设计过程中，指导老师在各个方面给予我全面的指导，遇到问题也是老师不厌其烦的帮助我，指导我。

老师的求实创新，严格治学的风范深深的感染了我。

老师不仅受我以文，更教我如何做人，这将使我受用终生。

再次由衷的感谢在我学习生活中给予我帮助和关心的各位老师对我的指导和教诲，我也在努力地积蓄着力量，尽自己的微薄之力来回报母校的培育之恩，使自己的人生对社会产生积极的影响作用。

黄昕单片机实现的步进机控制系统设计附录摘要步进电机是种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛地用于工业机械的数字控制。

为使系统的可靠性，通用性，可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电动机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于单片机的四相步进电动机的开环控制系统。

控制系统通过单片机存储器口中断键盘显示器的扩展，步进电动机的环形分配器驱动及保护电路人机接口电路中断系统及复位电路单电压驱动电路等的设计。

实现了四相步进电动机的正反转急停等功能。

为实现单片机控制步进电动机系统在数控机床上的特殊应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电动机在段时间内的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动。

关键词单片机，四相步进电动机，控制，