單片機的步進電機運行控制系統(tǒng)設計開題報告

1、<p><b>　　論文開題報告</b></p><p>　　2006級物理與電子信息學院電子信息工程班</p><p><b>　　學號：</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p>　　基于單片機的步進電機運行控制系統(tǒng)設計</p>

2、;<p>　　研究的課題和選題意義</p><p>　　研究的課題：基于單片機的步進電機運行控制系統(tǒng)設計</p><p>　　理論意義：步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的控制微電機,其機械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例.通過改變電脈沖頻率,可在大范圍內(nèi)進行調(diào)速.同時,該電機還能快速起動、制動、反轉(zhuǎn)和自鎖.此外,步進電機易于實現(xiàn)與計算機

3、或其他數(shù)字元件接口,適用于數(shù)字控制系統(tǒng).步進電機只需采用最簡單的開環(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，系統(tǒng)硬件實施比較簡單。</p><p>　　現(xiàn)實意義：采用低價的單片機控制系統(tǒng), 可直接對步進電機進行控制，省去了昂貴的專用步進電機控制器，簡化了硬件線路，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>　　理論的淵源及演進過程：步進電機最早是在1920年由英國人所開發(fā)。1950年后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上，這對于數(shù)字化的控制變得更為容易。以后經(jīng)過不斷改良，使得今日步進電機已廣泛運用在需要高定位精度、高分解性能、高響應性、信賴性等靈活控制性高的機械系統(tǒng)中。在生產(chǎn)過程中要求自動化、省人力、效率高的機器中，我們很容易發(fā)現(xiàn)步進電機的蹤跡，尤其以重視速度、位置控制、需要精確操作各項指令動作的靈活控

5、制性場合步進電機用得最多。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微 電子 和 計算 機技術的 發(fā)展 ，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民 經(jīng)濟領域都有應用。</p><p>　　本人對以上綜述的評價：通過理論知識的學習，查閱相關資料，學會元器件選擇，通過實際動手安裝與調(diào)試有關控制電路等過程，掌握電子線路設計的很多方法。應用電子技術實現(xiàn)步進電機的控制功能得到廣泛應

6、用，可以起到鞏固所學知識，加強綜合能力，培養(yǎng)電路設計能力，提高實驗技術，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》、《電子技術基礎課程設計》、《模擬電子技術基礎》、《單片機》等有關知識進行設計。</p><p>　　論文的研究方法：按照設計要求及相關器件的原理進行研究和修改。</p><p>　　論文的研究內(nèi)容：步進電機是一種

7、將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直 線位移或角位移的控制微電機,其機械角位移和轉(zhuǎn)速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例.通過改變電脈沖頻率,可在大范圍內(nèi)進行調(diào)速.同時,該電機還能快速起動、制動、反轉(zhuǎn)和自鎖.</p><p>　　四、研究條件和可能存在的問題:</p><p>　　研究條件：與步進電機控制系統(tǒng)有關的參考書籍和網(wǎng)絡資源。</p><p>　　可能存在的問題：電

8、路設計可能存在偏差，實際結(jié)果不是足夠精確。</p><p><b>　　五、預期的結(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)動信號，經(jīng)L298放大后，驅(qū)動步進電機的各相繞組，使步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動作，并在液晶顯示屏上顯示相應的運行狀態(tài)。</p>

9、<p><b>　　六、論文提綱</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┣把?lt;/b></p><p>　　步進電機控制電路主要完成幾個方面的設計要求，因此可考慮采用不同的器件實現(xiàn)目的來達成設計要求：</p><p>　　本設計采用單片機實現(xiàn)對步進電機的手動控制。由單片機產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)過L297進行脈沖分

10、配后分解出對應的脈沖，分解出的脈沖經(jīng)L298功率放大后驅(qū)動步進電機的轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)和狀態(tài)的改變由按鍵進行選擇。通過鍵盤掃描把選擇的信息反饋給單片機，單片機根據(jù)反饋信息做出相應的判斷并改變輸出脈沖的頻率或轉(zhuǎn)動狀態(tài)信號。</p><p><b>　?。ǘ┨峋V</b></p><p>　　根據(jù)設計要求可將設計分成兩部分來實現(xiàn)：</p><p>　

11、　1、驅(qū)動系統(tǒng)電路設計：驅(qū)動系統(tǒng)電路原理：AT89C51將控制脈沖從P0.1引腳輸出，L297在單片機提供的時鐘脈沖下，產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的四拍驅(qū)動信號，信號經(jīng)L298放大后，驅(qū)動步進電機的各相繞組，實現(xiàn)電機的運行。通過中斷延時程序改變單片機輸出的脈沖，步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動作。</p><p><b>　　2、軟件設計：</b></p>&

12、lt;p>　　采用中斷方式：P0.1為步進脈沖輸入端，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：單片機控制步進電機運動系統(tǒng)可劃分為兩個部分來分別實現(xiàn)，通過軟硬件電路的合理設計，可達到設計要求。</p><p>　　七、論文寫作進度安排</p><p>　　2009.12.3-2009.12.20 收

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

14、><p>　　【2】實用電子電路手冊 北京：高等教育出版社 1992</p><p>　　【3】吳瓊水,曾立波,雷俊鋒.MAX7000S在步進電機微機控制系統(tǒng)中的應用[J].電子技術.No.12, 2001.47-48【4】高軍禮, 盧卓權. 步進電機一體化控制系統(tǒng)的設計[J]. 微計算機信息, 2007, 4-1: 69-70【5】童詩白 模擬電子技術基礎 北京：高等教育出版社 1982