单片机--步进电机控制.doc

编号课程设计（论文）相关资料题目： 步进电机控制 物联网工程 学院 电气工程 专业学 号 学生姓名 指导教师 二一一年六月目录第一章 概述 第二章 关于设计内容的介绍 2.1实验目的2.2实验设备及器件2.3实验内容2.4实验要求2.5实验步骤第三章 设计思路 具体内容 3.1设计要求3.2步进电动机结构与工作原理3.3步进电机的控制原理第四章 程序设计 4.1 设计思路4.2 主程序设计4.3 子程序设计 第五章 总结第一章 概述步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件。步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段距离。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时也要通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。特点: (1)来一个脉冲，转一个步距角。(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。(3)改变脉冲顺序，可改变转动方向。l 单片机课程设计的性质、目标、要求1)性质课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。2)目标通过典型实际问题，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。3)要求通过课程设计，要求学生深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应用程序设计及综合应用程序设计的方法。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。第二章 关于设计内容的介绍2.1实验目的了解步进电机的工作原理。掌握它的转动控制方式和高速方式。2.2实验设备及器件IBM PC机 一台DP-51PRO.NET单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台 一台2.3实验内容1). 编写程序，通过单片机的P1口控制步进电机的控制端，使其按一定的控制方式进行转动。2).单四拍（A-B-C-D-A）方式编程，控制步进电机的转动方向和转速。2.4实验要求 学会步进电机的工作原理和控制方法，掌握一些简单的控制电路和基本的电机基础知识2.5实验步骤1）.安装C10区JP6接口上的短路冒，将C10区的J41接口与A2区J61接口的P10P13对应相连。实验原理如图:2).打开TKSTUDY仿真器，仿真高度编写好的软件程序，观察步进电机的转动情况。3).修改步进电机的控制程序，再次运行程序，比较它们的不同控制效果。第三章 设计思路 具体内容3.1设计要求用1个LED指示灯显示启动和停止,亮时启动; 1个LED指示灯显示正反转,亮时正转;3个LED指示灯分别显示低速中速高速,一个启停开关控制启动和停止, 一个正反转开关控制正转和反转,一个加按钮,增加速度,最大加到高速, 一个减按钮,减小速度,最小减到低速,程序要求用C语言编写.3.2步进电动机结构与工作原理种类：励磁式和反应式两种。区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。给A相绕组通电时，转子位置如图（a），转子齿偏离定子齿一个角度。由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定子齿对齐位置时(图b)，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。由此可见：错齿是助使步进电机旋转的根本原因。 由一个通电状态改变到下一个通电状态时，电动机转子所转过的角度称为步距角。 步进电动机的转子齿数Z和定子相数(或运图（a） 图(b) 行拍数)愈多，则步距角愈小，控制越精确。当定子控制绕组按着一定顺序不断地轮流通电时，步进电动机就持续不断地旋转。如果电脉冲的频率为f(HZ)，步距角用弧度表示，则步进电动机的转速为： 3.3步进电机的控制原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在超载情况下点击的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即电机加一个脉冲信号，电机转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常简单。按下表（1）的时序给步进电机绕线通电，步进电机将产生转动，改变相许通电，步进电机的转向将相反，停止发送脉冲，步进电机将停止运转。顺序/相ABCD反向旋转正向旋转11000201003001040001表（1）绕线通电时序第四章 程序设计基本思路：1） 利用定时器来产生中断来调节速度，使速度产生低速、中速、高速三种变化。2） 通过改变相序的通电情况，来改变电机的正反转变化。3） 电机的启动与停止通过LED1灯的亮和灭来显示。4） 电机的正反转通过LED2灯的亮和灭来显示。5） 电机的速度变化，分别通过LED3、LED4、LED5的亮灯来显示。6） 电机的启动与停止用开关K1来控制。7） 电机的正反转用开关K2来控制。8） 电机的加速和减速分别通过按钮S1、S2来控制。4.1 设计思路图（1）电机正反转图（2）电机转速变化4.2 主程序设计#include #define uint unsigned intsbit k1=P34;sbit k2=P35;sbit s1=P32;sbit s2=P33;void isr_int0(void);void isr_int1(void);void zd_t0ist(void);uint speed,count,rl,I,t,k;main()k=0; t=0; rl=0x11; speed=0; count=1; TMOD=0x01; ET0=1; EA=1; EX0=1; EX1=1; TH0=0xcf; TL0=0xff; for( ; ; ) if(k=0) P0=0xff;P2=0xff;speed=0;TR0=0; else if(k2=0)P0=0xfc; else P0=0xfe; If(speed=0)P2=0xff; TR0=0;else TR0=1;void isr_int0(void) interrupt 0if(speed3) speed=speed+1;while(s2=0) for(i=0;i1) speed=speed-1; while(s3=0) for(i=0;i0)t=t-1;if(k2=0)if(t=0) switch(k) case 0: P1=0x01;break; case 1: P1=0x02;break; case 2: P1=0x04;break; case3: P1=0x08;break; default: break; K=k+1;If(k=4)K=0;elseif(t=0) switch(k) case 0: P1=0x08;break; case 1: P1