基于单片机的步进电机控制开题报告

大连理工大学大连理工大学 毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 题目名称 题目名称 基于单片机的步进电机控制基于单片机的步进电机控制 学院 系 学院 系 电子与自动化学院电子与自动化学院 专专 业 业 自动化自动化 班班 级 级 10051005 学生姓名 学生姓名 同同 组组 人 人 指导教师 指导教师 毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 1 1 设计 论文 目的及意义 含国内外的研究现状分析 设计 论文 目的及意义 含国内外的研究现状分析 设计 论文 目的是 设计 论文 目的是 步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的控 制微电机 其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例 通过改变电脉冲频率 可在大范围内进行调速 同时 该电机还能快速起动 制动 反 转和自锁 此外 步进电机易于实现与计算机或其他数字元件接口 适用于数字控制 系统 步进电机只需采用最简单的开环控制就可取得非常高的控制精度 且这种系统 不需要反馈信号 系统硬件实施比较简单 最大的应用是在数控机床的制造中 因为 步进电机不需要 A D 转换 能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移 所以被认为是 理想的数控机床的执行元件 目前 在数控生产等应用领域 有三分之二以上采用的 是步进电机作为伺服控制系统的控制电机的 因此 如何改善步进电机的控制方法以 提高定位系统的定位精度 成为提高系统性能的关键所在 我国改革开放初期研究步进电机细分驱动技术 细分驱动是指在每次脉冲切换时 不是将绕组的全部电流通入或切除 而是只改变相应绕组中电流的一部分 电动机的 合成磁势也只旋转步距角的一部分 细分包括振荡器 环行分配器控制的细分驱动 另外还有基于单片机斩波恒流驱动 基于单片机的直流电压驱动三种常见驱动方式 除上述三种步进电机的驱动方案之外 目前报道的驱动方案还有根据汇编语言或 C 语言进行软件开发 通过串行或并行通行的方式实现 机与步进电机控制器之间 的数据通信 最终实现由 PC 机直接控制步进电机的方法 国外对步进电机的研究一直很活跃 目前 国外对步进电机的控制和驱动的一个 重要发展方向是大量采用专用芯片 结果是大大缩小驱动器的体积 明显提高了整机 的性能 比较典型的芯片有两类 一类芯片的核心是用硬件和微程序来保证步进电 机实现合理的加减速过程 同时完成计长走步 正反转等 对于开环使用的步进电 机 实现合理的加减速过程便可使其达到较高的运行频率而不失步或过冲 设计 论文 意义是 设计 论文 意义是 采用低价的单片机控制系统 可直接对步进电机进行控制 省去了昂贵的专用步进电机控制器 简化了硬件线路 降低了成本 提高了系统的可 靠性 因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装置等众多领域有着极其广泛的 应用 随着微电子和计算机技术的发展 步进电机的需求量与日俱增 在各个国民经 济领域都有应用 所以 研制步进电机驱动器及其控制系统具有十分重要的意义 2 2 设计 论文 任务 重点研究内容 技术方案及进度安排设计 论文 任务 重点研究内容 技术方案及进度安排 设计 论文 的任务是设计 论文 的任务是 1 通过键盘可设定步进电机转速 2 通过 启动 暂停 键设定电机启停 3 通过 正向 和 反向 按键改变电机的转向 4 通过位置检测光耦和光码盘控制步进电机某一位置停转 选做内容 设计 论文 需要重点解决的问题是 设计 论文 需要重点解决的问题是 硬件方面 硬件方面 第一 设计电路图 画 PCB 并制版 第二 焊接电路板 测试电路板 软件方面 软件方面 第一 控制脉冲产生 第二 步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系 第三 步数的确定 设计 论文 的进度安排是 应具体到哪一周 设计 论文 的进度安排是 应具体到哪一周 第第 8 8 学期 学期 第 1 4 周 查阅文献 熟悉单片机及编程语言 提出几种设计方案 并最终确 定最佳方案 第 5 7 周 确定元件的参数及型号 并设计电路 完成系统硬件设计 第 8 11 周 程序设计 并连