基于单片机的步进电机的控制.doc

1、原理1.1 步进电机的分类及工作原理 步进电机分为永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HR）三种。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。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步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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；同时可以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。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作。步进电机不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。反应式步进电机，是一种传统的步进电机，由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动。反应式步进电机工作原理比较简单，转子上均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。市场上一般以二、三、四、五相的反应式步进机居多。1.2 驱动电路主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路，称为驱动电路。2、原理图2、1 原理图本次实验采用的是51系列的单片机，实验所用开发板的原理图为：2、2 硬件设计图实验所用的单片机开发板为：驱动电路为：驱动电路和步进电机相结合的图为：由以上电路组成的系统整体电路为：3、实验结果将电路整体连接好后，接通电源。设置电路在正转的状态下，此时所看到的电路为：其中驱动器电路中的第一个二极管亮着，表明第一路有输出信号。4、实验总结本次课程设计，我主要负责电机正转程序的编写以及部分资料的查找。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，做任何东西我们都要把所学的理论知识与实践相结合，从理论中得出结论，这样才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。我在设计的过程中遇到了许多问题，同时也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对汇编语言掌握得不透彻。通过这次课程设计，复习了以前所学过的单片机以及编程的相关知识，对步进电机的工作原理等方面有了一定的了解，同时，通过对代码相关错误的分析，锻炼了我们解决问题的耐心以及团队合作能力，对以后我们的学习起到了很大的帮助。再次感谢在课程设计过程中，各位老师对我们的指导及帮助。5、参考文献1 张毅刚.单片机原理及应用M.高等教育出版社,2008,122 李朝青.单片机原理及接口技术.北京航空航天大学出版社.20053 周润景,袁伟亭,景晓松.Proteus在MCS-51&