單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、<p><b>　　論文開(kāi)題報(bào)告</b></p><p>　　2006級(jí)物理與電子信息學(xué)院電子信息工程班</p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p>　　基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p>

2、;<p>　　研究的課題和選題意義</p><p>　　研究的課題：基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　理論意義：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的控制微電機(jī),其機(jī)械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機(jī)繞組的脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率成比例.通過(guò)改變電脈沖頻率,可在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速.同時(shí),該電機(jī)還能快速起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和自鎖.此外,步進(jìn)電機(jī)易于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)

3、或其他數(shù)字元件接口,適用于數(shù)字控制系統(tǒng).步進(jìn)電機(jī)只需采用最簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制就可取得非常高的控制精度，且這種系統(tǒng)不需要反饋信號(hào)，系統(tǒng)硬件實(shí)施比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　現(xiàn)實(shí)意義：采用低價(jià)的單片機(jī)控制系統(tǒng), 可直接對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，省去了昂貴的專用步進(jìn)電機(jī)控制器，簡(jiǎn)化了硬件線路，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　二、論文綜述：</b><

4、;/p><p>　　理論的淵源及演進(jìn)過(guò)程：步進(jìn)電機(jī)最早是在1920年由英國(guó)人所開(kāi)發(fā)。1950年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，這對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。以后經(jīng)過(guò)不斷改良，使得今日步進(jìn)電機(jī)已廣泛運(yùn)用在需要高定位精度、高分解性能、高響應(yīng)性、信賴性等靈活控制性高的機(jī)械系統(tǒng)中。在生產(chǎn)過(guò)程中要求自動(dòng)化、省人力、效率高的機(jī)器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項(xiàng)指令動(dòng)作的靈活控

5、制性場(chǎng)合步進(jìn)電機(jī)用得最多。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微 電子 和 計(jì)算 機(jī)技術(shù)的 發(fā)展 ，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民 經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。</p><p>　　本人對(duì)以上綜述的評(píng)價(jià)：通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料，學(xué)會(huì)元器件選擇，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手安裝與調(diào)試有關(guān)控制電路等過(guò)程，掌握電子線路設(shè)計(jì)的很多方法。應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制功能得到廣泛應(yīng)

6、用，可以起到鞏固所學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)綜合能力，培養(yǎng)電路設(shè)計(jì)能力，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。</p><p>　　三、論文的理論依據(jù)：結(jié)合《數(shù)字電路技術(shù)》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《單片機(jī)》等有關(guān)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　論文的研究方法：按照設(shè)計(jì)要求及相關(guān)器件的原理進(jìn)行研究和修改。</p><p>　　論文的研究?jī)?nèi)容：步進(jìn)電機(jī)是一種

7、將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直 線位移或角位移的控制微電機(jī),其機(jī)械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機(jī)繞組的脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率成比例.通過(guò)改變電脈沖頻率,可在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速.同時(shí),該電機(jī)還能快速起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和自鎖.</p><p>　　四、研究條件和可能存在的問(wèn)題:</p><p>　　研究條件：與步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)有關(guān)的參考書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)資源。</p><p>　　可能存在的問(wèn)題：電

8、路設(shè)計(jì)可能存在偏差，實(shí)際結(jié)果不是足夠精確。</p><p><b>　　五、預(yù)期的結(jié)果</b></p><p>　　AT89C51將控制脈沖從P0.1口輸出，送入L297，L297產(chǎn)生單四拍的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)L298放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，使步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作，并在液晶顯示屏上顯示相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。</p>

9、<p><b>　　六、論文提綱</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┣把?lt;/b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)控制電路主要完成幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)要求，因此可考慮采用不同的器件實(shí)現(xiàn)目的來(lái)達(dá)成設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的手動(dòng)控制。由單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)L297進(jìn)行脈沖分

10、配后分解出對(duì)應(yīng)的脈沖，分解出的脈沖經(jīng)L298功率放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)和狀態(tài)的改變由按鍵進(jìn)行選擇。通過(guò)鍵盤(pán)掃描把選擇的信息反饋給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)反饋信息做出相應(yīng)的判斷并改變輸出脈沖的頻率或轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。</p><p><b>　?。ǘ┨峋V</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求可將設(shè)計(jì)分成兩部分來(lái)實(shí)現(xiàn)：</p><p>　

11、　1、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路原理：AT89C51將控制脈沖從P0.1引腳輸出，L297在單片機(jī)提供的時(shí)鐘脈沖下，產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的四拍驅(qū)動(dòng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)L298放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行。通過(guò)中斷延時(shí)程序改變單片機(jī)輸出的脈沖，步進(jìn)電機(jī)隨著不同的脈沖信號(hào)分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作。</p><p><b>　　2、軟件設(shè)計(jì)：</b></p>&

12、lt;p>　　采用中斷方式：P0.1為步進(jìn)脈沖輸入端，受中斷P3.2和P3.3控制，P3.4和P3.5為正反轉(zhuǎn)脈沖輸入端。</p><p>　?。ㄈ┙Y(jié)論：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可劃分為兩個(gè)部分來(lái)分別實(shí)現(xiàn)，通過(guò)軟硬件電路的合理設(shè)計(jì)，可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　七、論文寫(xiě)作進(jìn)度安排</p><p>　　2009.12.3-2009.12.20 收

13、集資料并寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　2009.12.21-2010.3.15 撰寫(xiě)修改論文</p><p>　　2010.3.11-2010.4.30 制作電子成品</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】閻石 數(shù)字電子電路 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社 1992</p

14、><p>　　【2】實(shí)用電子電路手冊(cè) 北京：高等教育出版社 1992</p><p>　　【3】吳瓊水,曾立波,雷俊鋒.MAX7000S在步進(jìn)電機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù).No.12, 2001.47-48【4】高軍禮, 盧卓權(quán). 步進(jìn)電機(jī)一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息, 2007, 4-1: 69-70【5】童詩(shī)白 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京：高等教育出版社 1982