武汉理工大学数字电子技术步进电机单片机数电课程设计报告.pdf

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1、数学电子技术基础课程设计说明书 I 课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 涂飞涂飞 专业班级：专业班级： 电子电子 1303 班班 指导教师：指导教师： 吴皓莹吴皓莹 工作单位：工作单位： 信息工程学院信息工程学院 题题 目目: : 步进电机的步进电机的控制及驱动电路设计与制作控制及驱动电路设计与制作 初始条件：初始条件： 本设计既可以使用集成移位寄存器、驱动器、555 定时器和必要的门电路，以及所需电阻、电容、二极管、三极管、开关等元件。本设计也可以使用单片机系统构建步进电机的控制及驱动电路。 自行设计所需电源。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量

2、及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1 周。 2、技术要求： 设计一个方波发生器提供系统时钟； 设计一个步进电机的驱动信号发生器，可以实现电机正转/反转控制和转速控制； 要求驱动器有足够的输出电流以驱动小功率 4 相步进电机； 要求可以实现步进电机的单相或双相激励； 确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，阐述基本原理。 绘制总体电路原理图。 3、查阅至少 5 篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排：时间安排： 1、 2015 年 6 月 19 日集中，作课设具体实施计

3、划与课程设计报告格式的要求说明。 2、 2015 年 6 月 20 日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、 2015 年 6 月 21 日 至 2015 年 6 月 28 日，方案选择和电路设计。 2、 2015 年 6 月 28 日 至 2015 年 6 月 30 日，电路调试和设计说明书撰写。 3、 2015 年 7 月 1 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 课设答疑地点：鉴主 14 楼电子科学与技术实验室。 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 数学电子技术基础课程设计说明书 II 目目 录录

4、 摘 要 . III Abstract . IV 1 绪论 . 1 2 工作原理及方案选择 . 2 2.1 控制器的论证与选择 . 2 2.2 驱动器的论证与选择 . 3 2.3 系统总体方案 . 3 3 电路设计及仿真 . 4 3.1 步进电机 . 4 3.1.1 步进电机构造 . 4 3.1.2 步进电机工作原理 . 4 3.1.3 步进电机主要参数 . 6 3.2 主控制器部分 . 6 3.3 驱动器部分 . 7 3.4 键盘部分 . 8 4 系统软件设计 . 9 4.1 系统软件开发工具 . 9 4.2 系统流程图 . 10 4.3 软件编程 . 10 5 仿真记录 . 12 6 心得

5、体会 . 15 参考文献 . 16 附录 1 整体电路图 . 17 附录 2 源程序清单 . 18 附录 3 元件清单 . 24 本科生课程设计成绩评定表 . 25 数学电子技术基础课程设计说明书 III 摘 要 步进电机能接受步进脉冲的控制一步一步地旋转，它是计算机应用项目中的主要执行元件之一，尤其在精确定位场合中得到了广泛的应用。本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用 C 语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动电路以及相应的按键实现以上功能。本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调

6、试过程中出现的问题以及解决问题的方法。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。 关键词：步进电机、单片机、电机驱动 数学电子技术基础课程设计说明书 IV AbstractAbstract Stepper motor can accept the step pulse control rotate one step at a time, and it is an one of the main components of the computer application program, especially in the precise positioning h

7、as been widely used in occasions. Is introduced in this paper a system based on single-chip stepper motor design, using C language to write the motor forward, reverse, acceleration, deceleration and stop the program, through the microcontroller,motor drive circuit as well as the corresponding button

8、 to achieve the above functions. Content of this article introduces the principle of step motor and single chip microcomputer, the system hardware circuit, program composition, at the same time on the software and hardware debugging, and introduces the debugging process problems and the methods to s

9、olve the problem. This design has ideas clearly, high reliability, strong stability, etc, through debugging realized the function. Keywords: Stepper motor, microcontroller, motor drive 数学电子技术基础课程设计说明书 1 步进电机的控制及驱动电路设计与制作 1 绪论 传统上由纯电路设计的步进电机控制和驱动电路一般较复杂，成本又高，而且一旦成型就难于修改，可移植性差，难以适应一些智能化要求较高的场合。单片机的普及与

10、应用， 为步进电机的应用开辟了广阔的前景， 使得以往用硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件实现， 将会避免复杂电路的设设计， 既降低了硬件成本又提高了控制的灵活性、可靠性及多功能性。 本文主要介绍了步进电机的基本原理及 AT89C51 单片机的性能特点。 设计主要研究了一种基于 AT89C51 单片机和三极管驱动电路的步进电机控制及驱动电路系统。 该系统可分为：控制模块、驱动模块、人机交互模块四大部分。其中采用 AT89C51 单片机作为控制模块的核心，利用单片机编程实现了对步进电机启动停止、正转反转、加速减速等功能的基本控制。驱动模块由四个 9012 三极管驱动步进电机工作；按键部分由相

11、应的按键实现相应的功能。 通过实际测试表明本设计系统的性能优于传统步进电机控制器， 具有结构简单、可靠性高、实用性强、人机接口简单方便、性价比高等特点。 数学电子技术基础课程设计说明书 2 工作原理及方案选择 根据实验要求，电路应包含电源，控制信号发生器（控制模块） ，步进电机，功率放大器（驱动模块） ，按键模块等。设计框图如下： 图 1 2.1 控制器的论证与选择 方案一：采用集成移位寄存器、驱动器、555 定时器和必要的门电路，以及所需电阻、电容、二极管、三极管、开关等元件连接电路简单，这种设计功能主要由硬件实现，减少了软件设计，然而这样的系统可扩展性差，连线复杂。 方案二：采用 FPGA

12、 控制方案。FPGA 内部具有独立的 I/O 接口和逻辑单元，使用灵活，适用性强，且相对单片机来说，还有速度快、外围电路较少和集成度高的特点，因此特别适用于复杂逻辑电路设计。但是 FPGA 的成本偏高，算数运算能力不强，而且由于本设计对输出处理的速度要求不高，所以 FPGA 高速处理的优势得不到充分体现。 方案三：采用 Atmel 公司的 AT89S52 单片机作为系统的控制器。AT89S52 有 40 个引脚、32 个独立的 I/O 口、2 个外部中断和 3 个定时器计数器，虽然相对 FPGA 来说在功能和速度上有点差异，但单片机软件编程灵活，可用软件较简单地实现各种逻辑控制，并且由于成本低

13、、体积小、技术成熟和功耗小等特点。 综上，由于单片机的优良特点，选择方案三。 步进电机 驱动器 按键模块 电源 控制器 数学电子技术基础课程设计说明书 2.2 驱动器的论证与选择 驱动模块电路结构设计需要脉冲信号、信号分配、功率放大三部分组成。控制模块产生一个脉冲序列和方向控制信号，使用脉冲分配器将脉冲序列分解形成四相正反相序，然后经功率放大驱动步进电机。 方案一：使用多个功率放大器件驱动电机，通过使用不同的放大电路和不同参数的器件，可以达到不同的放大的要求，放大后能够得到较大的功率。但是由于使用的是四相的步进电机，就需要对四路信号分别进行放大，放大电路很难做到完全一致，当电机的功率较大时运行

14、起来会不稳定，而且电路的制作也比较复杂，参数选择困难，且需要多级放大，同时又要考虑功率的放大。 方案二： 采用高耐压、 大电流复合晶体管 ICULN2003 作为步进电机的驱动， ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅 NPN 复合晶体管组成。 ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达 500mA，并且能够在关态时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。 方案三：采用双极型 PNP 三极管 9012 组成的放大电路作为步进电机的驱动，9012是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，它是 PNP 型小功率三极管。 ，由

15、 9012 与电阻组成的驱动电路为饱和导通状态，能输出较大电流，成本小，容易焊接。 综上由于三极管驱动电路的工作一致性，且连线简单，所以采用集方案三。 2.3 系统总体方案 系统采用 AT89S52 单片机作为控制器，选用普通 5V 六线四相步进电机，以 9012 三极管构成的开关电路作为驱动器，按键模块采用 4 个独立按键实现步进电机的起停、正反转、加速和减速。 数学电子技术基础课程设计说明书 3 电路设计及仿真 3.1 步进电机 图 2 图 3 3.1.1 步进电机构造 步进电动机构造：由转子（转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承） ，定子（绕组、定子铁芯） ，前后端盖等组成。最典型两相混合式

16、步进电机的定子有 8 个大齿，40 个小齿，转子有 50 个小齿；三相电机的定子有 9 个大齿，45 个小齿，转子有 50 个小齿。 3.1.2 步进电机工作原理 步进电机工作原理：该设计中所用到的步进电机为四相六线步进电机，它是采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图 4 是该四相步进电机工作原理示意图。 数学电子技术基础课程设计说明书 图 4 开始时，开关 SB 接通电源，SA、SC、SD 断开，B 相磁极和转子 0、3 号齿对齐，同时，转子的 1、4 号齿就和 C、D 相绕组磁极产生错齿，2、5 号齿就和 D、A 相绕组磁极产生错齿。

17、当开关 SC 接通电源，SB、SA、SD 断开时，由于 C 相绕组的磁力线和 1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4 号齿和 C 相绕组的磁极对齐。而 0、3 号齿和 A、B 相绕组产生错齿，2、5 号齿就和 A、D 相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D 四相绕组轮流供电，则转子会沿着 A、B、C、D 方向转动。 四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍（单相激励） 、双四拍（双向激励

18、）与八拍工作（混合式激励）方式的电源通电时序与波形分别如图 5中 a、b、c 所示。 图 5 数学电子技术基础课程设计说明书 3.1.3 步进电机主要参数 步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有两相、三相、五相步进电机。 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，用 m 表示，或指电机转过一个距角所需脉冲数。 保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。 失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。 失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转

19、必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线 。 3.2 主控制器部分 图 6 数学电子技术基础课程设计说明书 上图为 51 单片机最小系统，包括 AT89S52 单片机，复位电路，振荡电路等。 3.3 驱动器部分 驱动部分采用双极型 PNP 三极管 9012 组成的放大电路作为步进电机的驱动，9012是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，它是 PNP 型小功率三极管。 ，由 9012 与电阻组成的驱动电路为饱和导通状态，能输出较大电流，成本小，容易焊接。图 7 为其引脚

20、图，图 8 为驱动器与步进电机的连线图。驱动器以单片机 P1 口的四个 IO 口作为驱动信号的输出。 图 7 图 8 数学电子技术基础课程设计说明书 3.4 键盘部分 图 9 图 9 为设计采用的独立键盘，接在单片机的 P2 口上，分别实现启动/停止，正转/反转，加速和减速功能。这种键盘结构简单，连线方便，但是没有物理去抖动功能，需要实现软件消抖。 数学电子技术基础课程设计说明书 4 系统软件设计 4.1 系统软件开发工具 系统软件开发工具采用美国KEIL Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统 Keil uVision3.Keil uVision3 采用全 Windo

21、ws 界面，具有很好的兼容性，使用接近于传统 C 语言的语法来开发，提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，与汇编语言相比，C 语言在功能、结构性、可读性和可维护性上具有明显的优势，能大大提高工作效率和缩短项目开发周期。Keil C51 生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解，并且还可以使用 C 语言与汇编语言混合编程，使程序达到接近于汇编的工作效率。 数学电子技术基础课程设计说明书 4.2 系统流程图 图 10 4.3 软件编程 程序包含主函数， 延时函数， 按键扫描函数,电机驱动函数， 电机采用双相激励方式，启动/停止步进电机 增加转速 减小转速 否 以缓冲

22、方式改变转向， 期间指示灯灭， 按键无效 按下减速键 按下加速键 按下启停键 按下正/反转键 启 动 电机 是 驱动电机 初始化 按键检测 数学电子技术基础课程设计说明书 在电机驱动函数中，包含一个转向速度缓冲的功能模块，即当按下转向键后，步进电机先按原转动方向缓慢减速，然后向反方向缓慢加速到速度设定值，这样避免了在高速运动时直接转向会产生失步问题，并有可能造成电机的损坏。同时在缓冲过程中，LED 指示灯灭，提醒用户此时按键无效，缓冲结束后，指示灯重新亮起。采用外中断方式读按键，这样不会造成由于处理驱动电机程序而导致按键操作无法响应。 程序见附录。 数学电子技术基础课程设计说明书 5 仿真记录

23、 打开 PROTEUS 左下角的仿真功能键。仿真结果如图 11 图 11 图 12 表明在没有按键按下时，步进电机不转动，各相为低电平，指示灯亮。 按下起停键后，仿真结果如图 12。 图 12 图 12 表明按下启动键后，步进电机开始顺时针缓慢转动，激励方式为两相激励。 按下加速键后，仿真结果如图 13。 图 13 数学电子技术基础课程设计说明书 从图 13 可以看出按下加速键后，步进电机相序变换频率加快。 按下减速键后，仿真结果如图 14。 图 14 从图 14 可以看出按下减速键后，步进电机相序变换频率变慢。 按下正/反转键，仿真结果如图 15 和图 16。 图 15 图 16 图 15

24、和图 16 中可以看出步进电机先按原方向减速，然后向反方向加速，期间指示灯灭，按下任何按键无效。 数学电子技术基础课程设计说明书 再次按下起停键后，步进电机停止转动，仿真结果如图 17。 图 17 从仿真结果可以看出电路和程序可以完成规定的各项功能，且电路进行的一些软件优化能起到良好效果。 数学电子技术基础课程设计说明书 6 心得体会 为期一周的数字电路课程设计已接近尾声，经过这么多天的努力，完成了这次课程设计基本设计要求，学到了很多知识，真正将所学知识运用于实践中，使人受益匪浅。通过本次电路设计，我熟悉了步进电机的驱动方法，掌握了单片机的编程技巧，在设计过程中发现并解决了一些问题，进一步熟练

25、了仿真软件的使用。 由于此次控制要求不是很高，选用 51 系列或 52 系列完全能够满足设计需求，最后选用的 STC89C52。 接下来就是硬件接口分配问题和如何去驱动电机。 对于步进电机之前没有什么接触，所以我上网查了许多关于步进电机的资料，知道了其基本工作原理以及怎么去实现其控制运转和驱动。接下来的主要问题就是如何编程去实现控制它了。在整个仿真过程使我更加熟练了 Proteus 软件的用法。 这次课程设计使我认识到，刚学好书上的知识还是不够的，更重要的是我们要能将所学的知识运用到实践中来，这才是我们学习知识的最基本的要求，所以在以后的学习生活中，我们应该更加注意将学习与实践相结合，在实践中

26、去运用好所学知识，更进一步深化和理解所学知识，达到学以致用。 数学电子技术基础课程设计说明书 参考文献 1数字电子技术基础 阎石 高等教育出版社 2009 2新概念单片机 C 语言教程 郭天祥 电子工业出版社 2010 3全国大学生电子设计竞赛 常用电路模块制作 黄智伟 北京航空航天大学出版社 2013 451 单片机 C 语言常用模块与综合系统设计 实例精讲 于勇 戴佳 常江 电子工业出版社 2011 5PROTEUS 入门使用教程 周润景 蔡雨恬 机械工业出版社 2010 6手把手教你学 51 单片机 宋雪松 清华大学出版社 2013 数学电子技术基础课程设计说明书 附录 1 整体电路图

27、图 18 数学电子技术基础课程设计说明书 附录 2 源程序清单 #include sbit KEY_IN_1 = P20; sbit KEY_IN_2 = P21; sbit KEY_IN_3 = P22; sbit KEY_IN_4 = P23; sbit KEY_OUT_1 = P24; sbit KEY_OUT_2 = P25; sbit KEY_OUT_3 = P26; sbit KEY_OUT_4 = P27; unsigned char code KeyCodeMap44 = /矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表 0 x31, 0 x32, 0 x33, 0 x26 , /数字键

28、1、数字键 2、数字键 3、向上键 0 x34, 0 x35, 0 x36, 0 x25 , /数字键 4、数字键 5、数字键 6、向左键 0 x37, 0 x38, 0 x39, 0 x28 , /数字键 7、数字键 8、数字键 9、向下键 0 x30, 0 x1B, 0 x0D, 0 x27 /数字键 0、ESC 键、 回车键、 向右键 ; unsigned char KeySta44 = /全部矩阵按键的当前状态 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ; signed long beats = 0; /电机转动节拍总数 void K

29、eyDriver(); static int div = 0 ; static int sp = 3; static bit a = 0; void main() EA = 1; /使能总中断 TMOD = 0 x01; /设置 T0 为模式 1 TH0 = 0 xFC; /为 T0 赋初值 0 xFC67，定时 1ms TL0 = 0 x67; ET0 = 1; /使能 T0 中断 TR0 = 1; /启动 T0 while (1) KeyDriver(); /调用按键驱动函数 数学电子技术基础课程设计说明书 /* 步进电机启动，angle-需转过的角度 */ void StartMotor

30、(signed long angle) /在计算前关闭中断，完成后再打开，以避免中断打断计算过程而造成错误 EA = 0; beats = (angle * 4076) / 360; /实测为 4076 拍转动一圈 EA = 1; /* 步进电机停止 */ void StopMotor() EA = 0; beats = 0; EA = 1; void KeyAction(unsigned char keycode) static bit dirMotor = 0; /电机转动方向 if (keycode=0 x30) & (keycode=0 x39) /控制电机转动 1-9 圈 if (d

31、irMotor = 0) StartMotor(360*(keycode-0 x30); else StartMotor(-360*(keycode-0 x30); else if (keycode = 0 x26) /向上键，控制转动方向为正转 dirMotor = 0; else if (keycode = 0 x28) /向下键，控制转动方向为反转 dirMotor = 1; else if (keycode = 0 x25) /向左键，减速 sp+; if(sp = 6) sp = 3; 数学电子技术基础课程设计说明书 else if (keycode = 0 x27) /向右键，加速

32、 sp-; if(sp = 0) sp = 3; else if (keycode = 0 x1B) /Esc 键，停止转动 StopMotor(); else if (keycode = 0 x0D) a = a ; void KeyDriver() unsigned char i, j; static unsigned char backup44 = /按键值备份，保存前一次的值 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 ; for (i=0; i4; i+) /循环检测 4*4 的矩阵按键 for (j=0; j4; j+) if (b

33、ackupij != KeyStaij) /检测按键动作 if (backupij != 0) /按键按下时执行动作 KeyAction(KeyCodeMapij); /调用按键动作函数 backupij = KeyStaij; /刷新前一次的备份值 /* 按键扫描函数，在定时中断中调用，调用间隔 1ms */ void KeyScan() unsigned char i; 数学电子技术基础课程设计说明书 static unsigned char keyout = 0; /矩阵按键扫描输出索引 static unsigned char keybuf44 = /矩阵按键扫描缓冲区 0 xFF,

34、0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF, 0 xFF ; /将一行的 4 个按键值移入缓冲区 keybufkeyout0 = (keybufkeyout0 1) | KEY_IN_1; keybufkeyout1 = (keybufkeyout1 1) | KEY_IN_2; keybufkeyout2 = (keybufkeyout2 1) | KEY_IN_3; keybufkeyout3 = (keybufkeyout3 1) | KE

35、Y_IN_4; /消抖后更新按键状态 for (i=0; i 0) /节拍数大于 0 时正转 index+; /正转时节拍输出索引递增 index = index & 0 x07; /用&操作实现到 8 归零 beats-; /正转时节拍计数递减 else /节拍数小于 0 时反转 index-; /反转时节拍输出索引递减 index = index & 0 x07; /用&操作同样可以实现到-1 时归 7 beats+; /反转时节拍计数递增 tmp = P1; /用 tmp 把 P1 口当前值暂存 tmp = tmp & 0 xF0; /用&操作清零低 4 位 tmp = tmp | Be

36、atCodeindex; /用|操作把节拍代码写到低 4 位 P1 = tmp; /把低 4 位的节拍代码和高 4 位的原值送回 P1 else /节拍数为 0 则关闭电机所有的相 P1 = P1 | 0 x0F; void TurnMotor2() unsigned char tmp; /临时变量 static unsigned char index = 0; /节拍输出索引 unsigned char code BeatCode4 = /步进电机节拍对应的 IO 控制代码 0 xc, 0 x9, 0 x3, 0 x6 ; if (beats != 0) /节拍数不为 0 则产生一个驱动节拍

37、 if (beats 0) /节拍数大于 0 时正转 index+; /正转时节拍输出索引递增 index = index & 0 x03; /用&操作实现到 8 归零 else /节拍数小于 0 时反转 index-; /反转时节拍输出索引递减 index = index & 0 x03; /用&操作同样可以实现到-1 时归 7 数学电子技术基础课程设计说明书 tmp = P1; /用 tmp 把 P1 口当前值暂存 tmp = tmp & 0 xF0; /用&操作清零低 4 位 tmp = tmp | BeatCodeindex; /用|操作把节拍代码写到低 4 位 P1 = tmp; /

38、把低 4 位的节拍代码和高 4 位的原值送回 P1 else /节拍数为 0 则关闭电机所有的相 P1 = P1 | 0 x0F; /* T0 中断服务函数，用于按键扫描与电机转动控制 */ void InterruptTimer0() interrupt 1 TH0 = 0 xFC; /重新加载初值 TL0 = 0 x67; KeyScan(); /执行按键扫描 div+; if (div = 1) if(a = 0) TurnMotor(); else TurnMotor2(); if(div sp) div = 0; 数学电子技术基础课程设计说明书 附录 3 元件清单 元件型号 数量 步

39、进电机 24BYJ48 5V 1 万用板 1 导线 若干 STC89C52RC 1 按键 4 40 脚 IC 座 1 100电阻 4 4.7K电阻 1 1K电阻 1 20pF 电容 2 0.1F 1 9012 三极管 4 12MHZ 晶振 2 数学电子技术基础课程设计说明书 本科生课程设计成绩评定表 姓姓 名名 涂飞 性性 别别 男 专业、班级专业、班级 电子 1303 班 课程设计题目：课程设计题目：步进电机的控制及驱动电路设计与制作 课程设计答辩或质疑记录：课程设计答辩或质疑记录： 1、什么是步进电机？ 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。在非超载的情况下，电机的转速

40、、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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。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的非常的简单。 2、怎么控制步进电机的转速？ 由于步进电机的转动是由单片机输出的脉冲节拍控制的，步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而在转子齿数和运行拍数一定的情况下，只要控制脉冲频率即可获得所需速度。在每一个节拍后输出一个延时，通过控制延时的长短就能控制步进电机的转速。 成绩评定依据：成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师指导教师签字：签字： 年年 月月 日日