基于单片机的步进电机控制系统的开发结题报告上传

指导老师： xxx项目负责人： xxx项目组成员： xxx基于单片机的步进电机控制系统的开发开发背景：l 步进电机作为执行元件，广泛应用在各种自动化控制系统中；l 传统的步进电机控制方法是由触发器产生控制脉冲来进行控制的，此种控制方法工作方式单一且难于实现人机交互 ,当步进电机的参数发生变化时 ,需要重新进行控制器的设计；l 传统的触发器构成的控制系统具有控制电路复杂、控制精度低、生产成本高等缺点。l 步进电机驱动器一般都为集成产品，价格昂贵，结构复杂，适合于工业场合。对于实验室研究及要求较低的步进电机控制的场合，使用专用控制器有一定局限性。 本步进电机控制系统具有的 优点 ：l 系统制作成本降低l 集成度提高，可靠性增强l 开发时间缩短l 设计具有通用性，对于不同步进电机，可修改相应的电路及程序实现，系统控制具有灵活性。项目创新点 创新 1.本设计采用 单片机对硬件接口的模块化设计，只有少量的输入输出端口 ，解决了传统步进控制器线路复杂的问题。 创新 2：用户可有 5个速度档可供选择和调节，在程序中留有指令，可以方便的修改对应的转速。 可以得到更为精确的速度控制，并可降低步进电机的工作噪音。系统具有控制灵活、工作可靠的特点，所以具有很高的推广价值和广阔的应用前景。 步进电机的单片机控制原理：l 步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，其 最大特点就是通过输入脉冲信号来进行控制，即电机总转动角度由输入脉冲数决定，电机的转速由脉冲信号频率决定 ，因此适合于单片机控制。l 单片机产生驱动步进电机的脉冲信号，并送给驱动电路，驱动电路根据控制信号工作，实现步进电机的转速与方向控制。实施思路：l 硬件部分： 硬件部分的设计包括脉冲发生模块，电流放大模块，键盘以及液晶等部分，这是部分设计框图AT89S52 脉冲发生模块 电流放大模块液晶显示模块 步进电机键盘输入模块软件部分：l 在 KeilC环境下进行编程，实现对步进电机的转向控制、加减速控制、转速的计算、角位移控制及 LED显示。l 程序模块：控制 部分：键盘程序、方向控制程序、速度控制程序、角位移控制显示 部分：显示器程序驱动 部分：步进电机驱动程序、细分电路驱动程序系统软件设计框图开始初始化：停止发送脉冲，液晶清屏。液晶显示键盘扫描，是否有键按下？判断是哪个键按下？无有键 1键 2键 3键 4键 5电机正转电机反转电机加速电机减速停止返回 图 5系统电路图保密项目实施方案：l 一、设计阶段本阶段主要是设计和仿真原理图，同时编程和调试程序源代码。本过程需由指导老师指导，可以进一步改进方案。l 二、实施阶段本阶段利用 protel制版，并印制 PCB板，采购元器件和实验设备 ,进行焊接制作。l 三、最终调试阶段对最终作品进行调试，对于可能出现的情况及原因进行分析，最终结果写成书面材料。项目制作记录 :调试程序 调试系统照片作品成果展示： 实物展示。 1、 4*4键盘对电机的转动方向和加减速进行控制 ：按下 1键正转， 2键反转， 3键加速， 4键减速， 5键停止， 6键 45旋转， 7键 90旋转， 8键 180旋转。2、液晶屏显示转速、角位移。3、该步进电机驱动系统已应用于近红外光谱仪器、旋转地震台等仪器中（有录像和模型）。步进电机和系统的参数： 电机参数： 目前使用的是 42H33H-1334A步进电机相数： 2相； 电压 :12V;电流： 1.33A； 静转矩： 2.2Kg.cm；步进电机控制系统参数：输入电压： 5V和 12V； 电流： 1A;输出驱动脉冲的频率范围： 03200HZ；调速范围： 0480r/min。近红外光谱仪器中的应用l xxx大学开发的近红外光谱仪的光栅扫描驱动系统，需要步进电机实现正转、反转、加速、减速、停止，用以控制光谱仪器中光栅的运动。我们开发的步进电机控制系统可以成功应用上去。地震旋转振动模拟台根据 xxx研究所的张老师提供的资料，地震时不仅有横波、纵波，还有难以准确测量的地震 转动分量 ，产生扭转力，对建筑物产生破坏作用。但是目前，这种扭转力无法很法地模拟和测量。步进电机可以产生转动力矩，可以作为扭转力的动力源 由此我们在步进电机控制系统的基础上我们试做了地震旋转振动模拟台，对建筑物模型进行模拟破坏，以进行研究。但是由于时间和经费的关系，目前我们只提出一个模型，还未能很好地展开研究。结束语：感谢院领导和老师们的关心和支持！ 给我们提供这次学习和创新实践的机会，我们不仅让付出的汗水收获了