基于单片机的电机控制系统的设计 开题报告文本

1、Xxxxxxxx大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称基于单片机的步进电机的控制器设计系 名电子信息工程专 业 电信学生姓名xxx指导教师xxxx一、课题来源及意义 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。 采用低价的单片机控制系统, 可直接对步进

2、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。步进电机有以下特点： （1）步进电机的角位移与输入脉冲成正比，没有累计误差。 （2）步进电机与驱动电路组成的系统，简单而又廉价。 （3）易于控制快速启动和停止，方便控制方向和转速。 （4）步进电机不能直接使用交流直流电源。 由于步进电机能够精准定位和方便调速，它被广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，使步进电机的控制发生了很大的变革。步进电机的明显优势被广泛应用在电子计算机的许多外围设备中，例如复印机传真软盘驱动器等。同时步进电机也在军用仪器通信和雷达设备、摄影系统、光电组合装

3、置,以及许多航天工业的系统中得到应用。因此对步进电机的研究深为重要。二、国内外发展现状 步进电机虽然最早有国外人发明和使用的，但是在中国很早的时候已经得到使用了。早在文革时期，中国的江浙、四川、南京等地都有生产和应用。当时步进电机驱动电路的所有半导体器件，例如逻辑运算电路、电容耦合计数器、触发器等国内都可以完全自主生产。 步进电机在国外的应用主要是低功率场合，例如工业设备、打印机、传真机、软盘驱动器、监视摄像头、游戏机和医疗设备。由于现代科技的迅速发展，在国外步进电机在驱动方面的应用逐渐被代替。 经过多年的发展，步进电机功能更加强大，种类也很繁多。步进电机以它显著的优点在工业生产和自动化控制中

4、占据着不可动摇的地位。伴随着科技的发展，步进电机将在更多的领域内应用。三、研究目标 通过毕业设计要求学会使用Proteus仿真软件进行单片机的硬件设计和软件仿真，掌握C语言的编写程序的方法和思想。将所学过的本科阶段的相关知识融会贯通，掌握使用Keil Vision系列软件对单片机程序的编译及调试。了解电机的工作原理，设计出简易的电机控制系统。四、研究内容 1、实现电机正转； 2、实现电机反转； 3、实现电机先正传后反转； 4、实现电机转速变化（最少三个不同的转速）； 5、电机可以人为控制启动和停止； 6、电机不同的功能之间使用键盘控制转换。五、研究方法与手段 1、收集、整理相关本毕业设计的资料

5、，熟练掌握单片机以及本设计相关的各类芯 片的引脚、电器元件的功能，做出设计方案，对各种方案进行比较，选出最优方案，做好设计准备。 2、利用 protel dxp2004 绘制各模块电路图以及系统整体电路图，理解电路原理， 掌握工作过程。 3、编写本设计的 C 语言程序，并用模拟软件进行仿真运行，遇到问题时反复修改 直到调试出最终的正确结果六、进度安排2012.12.26-2013.03.15 查找资料，了解课题的研究意义，国内外发展现状，相关技术发展及主要研究内容。完成开题报告。2013.03.17-2013.03.22 查阅相关资料，对课题进行总体设计和规划。 2013.03.22-2013

6、.03.29 查阅英文资料并翻译。2013.03.29-2013.04.10 对系统进行全面设计。2013.04.12-2013.04.30 完成系统设计和程序开发。2013.05.01- 2013.05.10 系统程序的调试与测试，对所做的工作进行总结。 2013.05.10-2013.06.01 撰写论文，准备答辩。七、方案可行性分析 步进电机控制方式的实现有多种,可以采用电子电路控制、PLC控制和单片机控制。但是电子电路控制步进电机灵活度不高，PLC控制不能在高频率下进行，控制精度小。而随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测的更新，用单片机控制步进电机显得更加

7、灵活和方便。本设计是用AT89C52单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生，用单片机技术和C语言编程设计来进行步进电机的控制。通过人手动按开关实现步进电机的启动与停止。此外此系统还添加了步进电机的正转反转，加速及减速，屏幕显示功能。同时本文也通过了proteus软件的仿真，在仿真结果中能看出近似真实的效果。整个系统采用模块化设计,结构简单可靠,通过按键控制操作方便节省成本。 八、主要参考文献1从宏寿电子设计自动化：Proteus在电子电路与51单片机中的应用M西安电子科技大学出版社，20122楼然苗，李光飞单片机课程设计指导第2版M北京航空航天大学出版社，20123杨新军步进电机程序控制J英

8、才高职论坛2006，02(1)：52554王玉琳一种新型步进电机驱动器J机电一体化2004，10 (4)：33375彭树生用PC机控制步进电机的两种方法J电子技术J1995，2(12)6曹航用微机直接控制的步进驱动系统J低压电器1998 (8)7房玉明，杭柏林基于单片机的步进电机开环控制系统J电机与控制应用，200633(4)：61648 伍冯浩，谢陈跃等Proteus与Keil在单片机开放性实验中的应用J电子测量技术20086（31）：100107 9 江一，朱凌，申仲涛异步电动机直接转矩控制仿真研究J华北电力大学学报2003 (1)：101310 代启化Proteus在单片机电路系统设计中的应用J自动化与仪器仪表，200611(6)：848711 曹洪奎，马莹莹基于Proteus单片机系统设计与仿真J辽宁工学院学报20076(3)：111512 刘文秀单片机应用系统仿真的研究J现代电子技术20054(8)：15615713Depenbrock MDirect selfcontrol (DSC) of inv