1、进电机速度的控制是由改变发出脉冲的时间间隔来实现的，用定时器来控制发出脉冲的时间间隔，这样更能发挥硬件实时性的优势，同时能够减轻软件的任务。由于本工作台控制系统采用单片机作为核心部件，利用单片机构成系统应从元件级进行系统设计，根据任务需要，选择合理的单片机并配置必须的存储器接口和外围设备来构成系统。在进行系统的扩展和配置设计时考虑了以下原则尽可能的选择典型电路，并符合单片机的常规用法。二维,步进,单片机,控制,节制,工作台,控制系统,设计,毕业设计,全套,图纸摘要如今，由于工作台操作简单，精度高，能够满足般生产需求。正因为如此，所以它广泛应。本文主要研究的是两维步进单片机控制工作台的控制部分。主要的任务就是用单片机实现两个步进电机的正反转和速度的控制。本控制系统可以由键盘输入运行的步数，由管显示，信号经单片机转换，采用软件对信号进行环形分配，利用光电隔离器进行光电隔离，经功率放大器进行信号的放。

2、针重新指向第个控制字否则，直接将地址指针中的内容输出到口中，然后地址指针加。如此循环，便实现步进电机的连续运转。.步进电机的驱动电源从计算机输出口或从环行分配器输出的信号脉冲电流般只有几个毫安，不能直接驱动步进电机，必须采用功率放大器将脉冲电流进行放大，使其增大当电机的相数和转子的齿数定时，转子的转速和输入的脉冲频率成正比。因此，改变输入的脉冲频率就可以改变转速，改变通电状态顺序就可以实现正反转。由于这些特性，步进电机控制系统中，能够按照控制命令实现启动停止升速降速正反转等操作。.步进电机控制系统的构成旧式的步进电机控制系统由步进控制器功率放大器和步进电机组成，如图所示。步进控制器包括缓冲寄存器环形分配器控制逻辑及正反转控制门等其作用是把输入脉冲变为环形脉冲，以便实现对步进电机的转动和正反向控制。功率放大器的作用是将步进控制器输出的环形脉冲加以放大，以驱动步进电机转动。在这种控制中，由于步进控。

3、，抗干扰能力强。缺点是使用的元件多，线路复杂，系统的分析和设计都比较麻烦。半闭环特点是控制的精度介于闭环和开环之间。采用步进电机来实现驱动，般情况下多采用开环控制。因为步进电机的输出转角与控制器提供的脉冲数有正比的关系，电机转速与控制器提供的脉冲频率成正比。因此通常在精度要求不是很高时，负载不是很大的情况下采用步进电机是合理的。下图为开环控制的框图图开环控制框图伺服系统设计由于本系统的精度要求不高，载荷不大，再考虑了其经济要求等因素后，决定采用开环控制。控制系统的设计方案.硬件系统设计系统的硬件结构计算机的硬件和软件是相互结合而工作的，有些任务必须由硬件来实现，另外有些任务必须由软件来实现。但是也有些任务可以由软件来完成，也可由硬件来完成。般来说，增加硬件会提高成本，但能简化设计程序，且实时性好。反之，加重软件任务，会增加编程调试工作量，但能降低硬件成本。所以要合理的安排软硬件的结构。本系统步。

4、更大的优点。但由于软件分配法占用计算机的运行时间，易影响步进电机的运行速度。另种是采用小规模集成电路搭接而成的环行分配器。这种方式灵活性大，可搭接任意相任意通电顺序的环行分配器，同时在工作时不占计算机的工作时间。第三种即采用专用的环行分配器件。如市售的即为种三相步进电机专用环行分配器。它可以实现三相步进电机的各种环行分配，使用方便接口简单。本系统采用软件分配法来进行脉冲的分配。三相六拍工作方式的脉冲分配的时序图如图所示。在此方式下，绕组的通电顺序是，正转时，按反转时，按进行。图三相六拍脉冲时序图三相六拍控制方式的通电状态参看表，可知正转时口应循环输出控制字，反转时口应循环输出控制字。在输出最后个控制字正转或反转后，要修改控制字地址指针，即地址指针重新赋值。表步进电机三相六拍环行脉冲分配状态表节拍序号通电相相相相控制字方向正转反向在输出每个控制字之前，判断地址指针中的内容是否为。如果是，则地址指。

5、步的规律是，所失的步数是通断电循环拍数的整数倍。同理在停止过程中，如果负控制系统设计本系统选用的微型机是单片机，采用开环的控制方式，采用三相六拍步进电机。图开环控制流程图接口设计人机接口采用键盘作为输入。采用矩阵式键盘，用个键来控制步进电机。采用蜂鸣器作为警报装置。采用数码管作为显示器。采用八段数码管作为步数的显示。机电接口采用光电偶合器作为微型机与步进电机驱动电路的接口，实现电气隔离，以保护单片机。控制方案的选择控制的方案不外乎有三种开环控制半闭环控制闭环控制。上图为最简单的“开环控制”，若在“机械传动”机构中引出反馈给控制部分，在经过比较放大的则为“半闭环控制”。如若是在机械执行机构中引出反馈则为闭环控制。开环控制特点是简单，控制精度低。控制的精度完全取决于所用元件的精度和校准的精度，且抗干扰的能力差。但由于其结构简单成本低。在精度要求不高的情况下，有定的使用价值。闭环控制特点是控制精度高。

6、大，用放大的信号来驱动步进电机的运行。由各个功能键控制系统的运行，按启动键后，步进电机按照输入的步数进行走步如在运行期间按停止键，则步进电机停止运行。工作台的两头都有行程开关，如果超出了极限位置，行程开关闭合，步进电机停止转动，并且蜂鸣器报警。关键词工作台步进电机单片机目录绪论.课题研究的背景.工作台的发展现状与方向.本课题研究的范围和意义.步进电机的发展现状.单片机的发展现状控制系统的总体设计.系统总体方案.机械系统.控制系统设计接口设计控制方案的选择伺服系统设计控制系统的设计方案.硬件系统设计系统的硬件结构步进电机微处理器的选择键盘操作的接口电路设计显示部分操作的接口和电路设计报警电路的设计单片机与机的通信系统的抗干扰设计.软件系统设计软件结构设计系统的程序流程结论致谢参考文献附录绪论.课题研究的背景当今社会，随着科技的发展，工作台的应用越来越广泛。现在的工作台广泛用于焊接，点胶，打孔，包。

7、制器线路复杂，成本高，限制了它的应用。图步进电机控制系统的组成随着微型计算机的广泛应用，采用计算机控制系统，只要控制输入电脉冲的数量频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角转速及转向。这不仅简化了线路，降低了成本，而且控制方便，提高了可靠性。图为微机控制步进电机的系统结构图。图微机控制步进电机的系统结构图.步进电机的串行和并行控制使用微机对步进电机进行控制，有串行和并行两种方式。串行控制具有串行控制功能的单片机与步进电机驱动电源之间有较少的连线。将信号送入步进电机驱动电源的为环形分配器，所以在这种系统中，驱动电源必须含有环形分配器。这种控制方式的示意图见图所示。图串行控制示意图并行控制用微型计算机系统的数条端口线直接去控制步进电机各相驱动电路的方法称为并行控制。在电机的驱动电源内，不包括环形分配器，其功能由微型计算机系统实现。并行控制方案示意图见图。图并行控制示意图.步进电机的失步在步进电机。

8、支承和导向元件，直流伺服电机传动实现了对自动分步重复光刻机的微定位控制。.磁悬浮式微动工作台磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术，因此没有摩擦力和机械部件的磨损，易于实现高精度大范围的要求。纳米级微动工作台发展趋势及需要解决的问题大范围高精度是纳米科技对微动工作台提出的新要求，然而大行程和高精度是微动技术中的对矛盾。因此微动工作台的未来研究方向应围绕如何解决这对矛盾展开。.多种微运动相结合技术结合多种微动方法以弥补各自的不足仍然是解决以上问题的主要办法，比如在现有研究已经成熟的各种微动工作台基础上，妥善解决好其中两种或者多种微动工作台间的兼容性，解决好机械结构间的装配误差多种平台间的定位误差，采用粗动和微动相结合的方法，粗动台用以完成快速大范围，微动工作台实现高精度，也就是说通过微动工作台对粗动工作台由于运动所带来的误差进行精度补偿，以此实现大范围高精度的要求。。

9、的运行过程中，将可能出现失步，其失步原因有两种转子的加速度慢于步进电机的旋转磁场，也就是低于换相速度而产生的。这是因为输入电机的电能不足，在步进电机中产生的同步力矩无法使转子速度跟随定子磁场的旋转，从而引起失步。转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度，这时定子通电励磁的时间较长，大于转子步进步所需要的时间，则转子在步进过程中获得过多的能量，从而产生前冲和后冲的摆动振荡，当振荡足够严重时就会导致失步。以步进电机三相单三拍通电方式为例分析步进电机的失步。在图中，由相断电，接通相时，转子齿与相磁极对齐而转到转子齿与相磁极对齐图，若是由于原因造成转子的阻转矩大于电磁转矩的作用，则转子齿没有转到与相磁极对齐的位置，而停留在原处未动的位置图，那么当绕组断电再接通相时，受相磁极影响最大的转子齿仍返回到与相磁极对齐图。由此可见，当步进电机发生失步时，往往丢掉个通电循环的步数或其整数倍。也就是说步进电机运行时。

10、浮微动工作台等却都不能满足要求，它们不能同时实现纳米级运动精度和大运动范围。磁悬浮微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触的磁悬浮驱动技术，因此，易于实现大范围纳米级微运动，并且消除了摩擦磨损对运动精度造成的影响。纳米级微动工作台的研究现状.柔性铰链式微动工作台柔性铰链微动机构是近年来发展起来的种新型的微位移机构。它的特点是结构紧凑体积很小，可以做到无机械摩擦无间隙，具有较高的位移分辨率，可达。使用压电或电致伸缩器件驱动，可以实现亚微米甚至是纳米级的精度，同时不产生噪音和发热，可适于各种介质环境工作，是精密机械中理想的微位移机构。已在航空宇航微电子工业部门精密测量和生物工程领域获得重要的应用。由于它的出现,开创了精度进入纳米的新时代。.滚动导轨式微动工作台滚动导轨也是微动工作台中种常见的导轨形式，它具有行程大,运动灵活结构简单工艺性好容易实现较高的定位精度的优点，采用滚珠导轨作为微动工作台的。

11、.新型纳米级微动工作台的研究运动方向间的交叉耦合严重影响纳米微动工作台的定位精度，因此需进步研究运动导向结构，从运动原理上有效地消除运动方向间的交叉耦合产生的定位误差，提高纳米级微动工作台的定位精度。.改进控制策略，如采用建立迟滞和蠕变数学模型进行开环控制来避免因反馈而可能引起的不稳定问题,采用自适应控制消除建模的误差和参数的不确定性及系统环境的变化等因数对系统精度的影响，提高系统的鲁棒性。采用模糊控制神经元网络控制等方法改善系统的非线性和不确定性。.磁悬浮微动工作台性能的进步提高在现有磁悬浮微动工作台基础上，充分考虑磁滞非线性磁饱和以及高次谐波对系统精度的影响，解决运动控制和定位技术，从而实现纳米级精度的大范围运动。随着微米纳米科学技术的不断发展，纳米级微动工作台的研究正日益受到国内外的重视。但因受到机械加工精度控制精度和机构复杂性等技术水平的制约，其精度和运动范围还受到定影响，随着对微动工。

12、，取料等各类精密位置控制设备的应用等。人们对工作台的研究从来没有停止过。为了满足不同的要求，出现了各式各样的工作台。例如，用于普通画线用的二维工作台，具有防静电功能的防静电工作台，还有回转工作台可用于分度，用于高精度的加工的纳米微动工作台等。随着人类的进步，越来越多并且越来越好的工作台将会被制造出来，来满足生产发展的需求。.工作台的发展现状与方向纳米级微动工作台的研究现状及发展趋势纳米级微动工作台为从事纳米科学技术研究提供维二维或三维的纳米级微运动，是纳米科学技术研究应必备的关键仪器设备。现代纳米科学技术的快速发展对微动工作台提出了迫切的更高要求，即在提供大范围运动的前提下，还应具有纳米级的运动精度。在为纳米科学技术研究提供小范围纳米级精度的微运动时，最常见的是以压电陶瓷作为驱动部件的柔性铰链机构微动工作台，要为纳米科学技术研究提供大范围纳米级精度的微运动时，柔性铰链机构压电堆丝杆滑动机构和气。

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