单片机控制步进电机.pdf

20182018学年第一学期单片机原理与应用课程设计报告题目：单片机控制步进电机专业：通信工程班级：10 通信2）班姓名：卢大卫、徐磊、吴冬冬付文涛、贾少华指导教师：周珍艮、崔雪英电气工程系2018 年 10 月 27日第 1 页，共 25 页I/25 单片机控制步进电机任务书课题名称指导教师职称）执行时间学生姓名学号卢大卫1009131044 徐磊1009131080 吴冬冬1009131070 付文涛1009131020 贾少华1009131026 设计目的通过具体小型测试系统设计，实践单片机系统设计及调试的全过程，以加深对单片设计要求采用单片机控制一个三相单三拍的步进电机工作。步进电机的旋转方向由正反转控制信并输入步数时，步进电机才开始工作。电机运转的时候有正转和反转指示灯指示。电机在运转过程中，如果过热，则电机停止运转，同时红色指示灯亮，同时警报响。摘要步进电机是用电脉冲信号控制，以实现对生产过程或设备的数字控制，它是过程控制中一种十分重要和常用的功率执行器件，它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器或角位移发生器等，近年来由于计算机应用技术的迅速发展，步进电机常常和计算机一起组成高精度的数字控制系统。b5E2RGbCAP 由于它是由数字脉冲控制，因此非常适合于用单片机控制，本设计便是在第 2 页，共 25 页文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 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A相绕组通电后产生的磁场将使转子上产生反应转矩，转子的1、3齿将与定子磁极对齐，如果图a）所示。第二个脉冲到来，使 B相绕组通电，而 A、C相绕组不通电；B相绕组产生的磁场将使转子的 2、4齿与B相磁极对齐，如图 b）所示，与图 a）相比，转子逆时针方向转动了一个角度。第三个脉冲到来后，是C相绕组通电，而A、B相不通电，这时转子的1、3齿会与 C组对齐，转子的位置如图 所示，与图比较，又逆时针转过了一个角度。RTCrpUDGiT 图1.1 反应式步进电机工作原理图当脉冲不断到来时，通过分配器使定子的绕组按着A相-B相-C相-A相的规律不断地接通与断开，这时步进电动机的转子就连续不停地一步第 5 页，共 25 页文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 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实现方法步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。即步进电机是将电脉冲信号转换为机械角位移的执行元件。步进电机的控制可以用硬件，也可以用软件通过单片机实现。硬件方法是采用脉冲分配器芯片进行通用换相控制；而软件方法是用单片机产生控制脉冲来控制步进电机的运行状态，这种方法可简化电路，降低成本。rqyn14ZNXI 在用软件控制时，主要设计要点如下：判断旋转方向；按相序确定控制字；按顺序输入控制字；确定控制步数和每一步的延时时间。由于单片机的驱动电流一般都比较小，不能直接驱动电机工作，所以单片机的I/O口输出必须接驱动电路，即功率驱动，才得以控制电机正常工作。控制框图如下图所示：EmxvxOtOco 开始启动时点击处于停止转动状态，当按下启动按键时，点击开始转动并以单四拍作为默认启动方式，用两个开关按键用于节拍控制，用键盘按键控制停止、启动、正转、反转。用8051作为总控制芯片。ULN2003用于步进电机的驱动控制。其中在键盘控制时用键盘扫描程序。如图2.1总方案图。SixE2yXPq5 图2.1 总方案图控制按钮单片机8051 功率驱动步进电机第 7 页，共 25 页文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 HQ5E3K2H9F8 ZS7W3K6X4R3文档编码:CO8E1O3P8D6 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