基于單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)正文

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單[1

2、]。</p><p>　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)： </p><p>　　1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此，當(dāng)它

3、轉(zhuǎn)一圈后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。 </p><p>　　2）由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常可靠，同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 </p><p>　　3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。 </p><p>　　4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距，因此一般可以不用

4、減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 </p><p>　　5）步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。 </p><p>　　6）步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。</p><p>　　國(guó)內(nèi)控制器的研究起步較晚，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)為一門(mén)多學(xué)科交叉的技術(shù)，是一個(gè)以自動(dòng)控制理論和現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)，包括許多不同學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域。

5、如電機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制理論和微計(jì)算機(jī)技術(shù)等，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是這些技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體?？傮w上來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)研究取得很大的進(jìn)步，但無(wú)論從控制器還是從控制軟件上來(lái)看，與國(guó)外相比還是具有一定差距[2]。</p><p>　　而目前國(guó)內(nèi)已有的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，一般采用高低壓驅(qū)動(dòng)方式或者調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)方式，這些驅(qū)動(dòng)電路僅可實(shí)現(xiàn)基本步距的運(yùn)行，電路構(gòu)成復(fù)雜，而且多由分立元件組成，可靠性不高,還存在運(yùn)行速度低

6、、缺乏保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)效率低和發(fā)熱損耗大等缺點(diǎn)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了集成化的驅(qū)動(dòng)電路，但由于我國(guó)在電子材料與元器件、系統(tǒng)集成技術(shù)等基礎(chǔ)工業(yè)水平和相關(guān)前沿領(lǐng)域與國(guó)際水平差距較大，所以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片主要依靠進(jìn)口。而且，現(xiàn)有的許多步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，大多僅提供整步、半步控制選擇，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能并沒(méi)有太大的提高。而且價(jià)格也比較貴。</p><p>　　本文主要介紹了步進(jìn)電機(jī)以及其控制驅(qū)動(dòng)電路的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

7、，研究了一種用單片機(jī)制作的步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)電路，使其能夠進(jìn)行速度和正反轉(zhuǎn)控制，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明效果良好且可以驅(qū)動(dòng)不同功率的步進(jìn)電機(jī)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本也非常低，有較好的應(yīng)用價(jià)值[4]。</p><p>　　1.1課題研究的背景和意義</p><p>　　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，

8、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(lài)性等靈活控制性高的機(jī)械系統(tǒng)中[1]。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[5]

9、。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。步進(jìn)電機(jī)可以直接用數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)，使用非常方便。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度[3]。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所

10、需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在沒(méi)有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)[4]。因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)還具有快速啟動(dòng)、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類(lèi)電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類(lèi)的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差

11、(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制[8]。</p><p>　　本設(shè)計(jì)所選的步進(jìn)電機(jī)是四相步進(jìn)電機(jī)，采用的方法是利用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　1.2本課題的研究現(xiàn)狀</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的

12、影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來(lái)改變脈沖的頻率，延時(shí)的長(zhǎng)短來(lái)具體控制步進(jìn)角來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。在

13、本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。</p><p>　　目前，布進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制生產(chǎn)以及儀器上應(yīng)用十分廣泛。通常都要對(duì)一些機(jī)械部件平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)移動(dòng)的位移和角度控制要求較高，一般的電機(jī)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)位置和角度的精確控制，在一些智能化要求較高的場(chǎng)合，用模擬芯片控制器及信號(hào)發(fā)生器來(lái)控制有一定的局限性。而用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)可以

14、改善性能，步進(jìn)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確的角度和轉(zhuǎn)數(shù)，具有良好的步進(jìn)特性，最適合數(shù)字控制。在工控設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。而單片機(jī)具有芯片體積小，兼容性強(qiáng)，低電壓，低功耗等特點(diǎn)，使單片機(jī)成為驅(qū)動(dòng)布進(jìn)電機(jī)的最佳單元，所以單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制精度高，運(yùn)行穩(wěn)定，得以廣泛應(yīng)用[10]。</p><p><b>　　2 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　2.1 步進(jìn)電機(jī)介紹&l

15、t;/p><p>　　2.1.1 步進(jìn)電機(jī)概述</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變得非常的簡(jiǎn)單。&l

16、t;/p><p>　　正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制[23]。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是步距角為1.8度的四相八拍永磁式步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的基本參

17、數(shù)： </p><p>　　（一）步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ)</p><p>　　1、相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)。常用m表示。</p><p>　　2、拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即 A-AB-B-B

18、C-C-CD-D-DA-A.</p><p>　　3、步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱(chēng)整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱(chēng)半步）。</p><p>　　4、定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的

19、鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）</p><p>　　5、靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。</p><p>　　雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過(guò)份采用減小氣隙，增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音[12]。&l

20、t;/p><p>　?。ǘ┎竭M(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)：</p><p><b>　　1、步距角精度：</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。</p><p><b>　　

21、2、失步：</b></p><p>　　電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱(chēng)之為失步</p><p><b>　　3、失調(diào)角：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。</p><p>　　4、最大空載起動(dòng)頻率：&

22、lt;/p><p>　　電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。</p><p>　　5、最大空載的運(yùn)行頻率：</p><p>　　電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。</p><p><b>　　6、運(yùn)行矩頻特性：</b></p><

23、;p>　　電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱(chēng)為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。 要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓，使采用小電感大電流的電機(jī)。</p><p>　　7、電機(jī)的共振

24、點(diǎn)： </p><p>　　步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度），電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。 </p><p>　　8、電機(jī)

25、正反轉(zhuǎn)控制：</p><p>　　當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CD-D-DA時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈A-D-CD-C-BC-B-AB-A時(shí)為反轉(zhuǎn)。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的特征如下：</p><p>　　1、一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3%-5%，且不積累。</p><p>　　2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。</p

26、><p>　　步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。</p><p>　　3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。</p><p>　　當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

27、，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減少，從而導(dǎo)致力矩下降。</p><p>　　4、步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常轉(zhuǎn)動(dòng)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟

28、步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?lt;/p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用[15]。</p><p>　　2.1.2 步進(jìn)電機(jī)的

29、工作原理</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的工作就是步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其功用是將脈沖電信號(hào)變換為相應(yīng)的角位移或是直線位移，就是給一個(gè)脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或是前進(jìn)一步。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與脈沖數(shù)成正比，它的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率(f)成正比，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。</p><p>　　如

30、下所示的步進(jìn)電機(jī)為一四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2.1.1是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖。</p><p>　　圖2.1.1 四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)示意圖</p><p>　　開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開(kāi)，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的1、4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5

31、號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。</p><p>　　當(dāng)開(kāi)關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開(kāi)時(shí)，由于C相繞組的磁力線和1、4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，1、4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，2、5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類(lèi)推，A、B、C、D</p><p>　　四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p>

32、<p>　　單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖2.1.2所示：</p><p>　　圖2.1.2 步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)序波形圖</p><p>　　2.1.3 步進(jìn)電機(jī)的分類(lèi)與選擇</p><p>　　現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。</p>

33、;<p>　　反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用高導(dǎo)磁材料構(gòu)成齒狀轉(zhuǎn)子和定子，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，步距角可以做的相當(dāng)小，一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但動(dòng)態(tài)性能相對(duì)較差。</p><p>　　永磁式步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用多磁極的圓筒形的永磁鐵，在其外側(cè)配置齒狀定子。用轉(zhuǎn)子和定子之間的吸引和

34、排斥力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，它的出力大，動(dòng)態(tài)性能好，但步距角一般比較大。一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度。</p><p>　　混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，它是PM和VR的復(fù)合產(chǎn)品，其轉(zhuǎn)子采用齒狀的稀土永磁材料，定子則為齒狀的突起結(jié)構(gòu)。此類(lèi)電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)，步距

35、角小，出力大，動(dòng)態(tài)性能好，是性能較好的一類(lèi)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在計(jì)算機(jī)相關(guān)的設(shè)備中多用此類(lèi)電機(jī)。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。</p><p><b>　　1、步距角的選擇</b></p><p>　　電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（

36、當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機(jī)）、0.9度/1.8度（二、四相電機(jī)）、1.5度/3度 （三相電機(jī)）等。</p><p><b>　　2、靜力矩的選擇</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜

37、力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來(lái)（幾何尺寸）。</p><p><b>　　3、電流的選擇</b></p>

38、<p>　　靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓）。</p><p><b>　　4、力矩與功率換算</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來(lái)衡量，力矩與功率換算如下：</p><p>　　P=&#

39、160;Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 （1）其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓·米</p><p>　　P=2πfM/400(半步工作） （2）</p><p>　　其中f為每秒脈沖數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)PPS）</p><p>　　2.

40、2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹</p><p>　　2.2.1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)不能直接接到交直流電源上工作，而必須使用專(zhuān)用設(shè)備——步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，除與電機(jī)本身的性能有關(guān)外，也在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。典型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)本體三部分組成。步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)，每發(fā)一個(gè)脈沖

41、，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，即步進(jìn)一步。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速、啟動(dòng)或停止都完全取決于脈沖的有無(wú)或頻率的高低?？刂破鞯姆较蛐盘?hào)決定步進(jìn)電機(jī)的順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。通常，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由邏輯控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路和電源組成。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一旦接收到來(lái)自控制器的方向信號(hào)和步進(jìn)脈沖，控制電路就按預(yù)先設(shè)定的電機(jī)通電方式產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)各相勵(lì)磁繞組導(dǎo)通或截止信號(hào)。控制電路輸出的信號(hào)功率很低，不能提供步進(jìn)電機(jī)所需的輸

42、出功率，必須進(jìn)行功率放大，這就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功率驅(qū)動(dòng)部分。功率驅(qū)動(dòng)電路向步進(jìn)電機(jī)控制繞組輸入電流，使其勵(lì)磁形成空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。保護(hù)電路在出現(xiàn)短路、過(guò)載、過(guò)熱等故障時(shí)迅速停止驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的運(yùn)行[24]。</p><p><b>　　3 單片機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　3.1單片機(jī)概述</b></p>&

43、lt;p>　　單片機(jī)（single-chip microcomputer）是把微型計(jì)算機(jī)主要部分都集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)的高度集成化，縮短了系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)傳送距離，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)配置，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度，同時(shí)它的指令系統(tǒng)又很適合于工業(yè)控制的要求，所以單片機(jī)在工業(yè)過(guò)程及設(shè)備控制中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　3.1.1 AT89C205151簡(jiǎn)介</p>

44、;<p>　　89C2051是由ATMEL公司推出的一種小型單片機(jī)。95年出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，可以很快被中國(guó)廣大用戶接受，其程序的電可擦寫(xiě)特性，使得開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)比較容易。</p><p>　　1 引腳　　89C2051共有20條引腳，詳見(jiàn)圖3.1從圖中可見(jiàn)，2051繼承了8031最重要引腳：　P1口共8腳，準(zhǔn)雙向

45、端口?！　3.0～P3.6共7腳，準(zhǔn)雙向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，如P3.0、P3..1的串行通訊功能，P3.2、P3..3的中斷輸入功能，P3.4、P3.5的定時(shí)器輸入功能。 在引腳的驅(qū)動(dòng)能力上面，89C2051具有很強(qiáng)的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可達(dá)到20mA.相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力每腳最大為15mA。但是限定9腳電流之和小于71mA.這樣，引腳的平均電流只9mA。89C205

46、1驅(qū)動(dòng)能力的增強(qiáng)，使得它可以直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。 為了增加對(duì)模擬量的輸入功能，2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個(gè)模擬信號(hào)比較器，其輸入端連到P1.0和P1.1口，比較結(jié)果存入P3.6對(duì)應(yīng)寄存器，（P3.6在2051外部無(wú)引腳）對(duì)于一些不大復(fù)雜的控制電路我們就可以增加少量元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，過(guò)壓的控制等。</p><p>　　圖 3.1 89C2051引腳圖</p><p

47、>　　2 電源　　89C2051有很寬的工作電源電壓，可為2.7～6V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。89C2051工作于12Hz時(shí)，動(dòng)態(tài)電流為5.5mA，空閑態(tài)為1mA,掉電態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　3 存儲(chǔ)器　　 89C2051片內(nèi)含有2k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM,與80C31內(nèi)部完全類(lèi)似。由于205

48、1內(nèi)部設(shè)計(jì)全靜態(tài)工作，所以允許工作的時(shí)鐘為0～20MHz,也就是說(shuō)，允許在低速工作時(shí)，不破壞RAM內(nèi)容。相比之下，一般8031對(duì)最低工作時(shí)鐘限制為3.5MHz，因?yàn)槠鋬?nèi)部的RAM是動(dòng)態(tài)刷新的。</p><p>　　89C2051不允許構(gòu)造外部總線來(lái)擴(kuò)充程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所以它也不需要ALEPSEN、RD、WR一類(lèi)的引腳。</p><p>　　4 內(nèi)部I/O控制 89C2051在內(nèi)部I/

49、O控制上繼承了MCS51的特性： 5路2級(jí)優(yōu)待中斷，串等口。</p><p>　　2路定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，內(nèi)部組成參見(jiàn)圖3.2：</p><p>　　圖3.2 內(nèi)部I/O控制電路圖</p><p>　　4 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　系統(tǒng)總體工作原理框圖如圖4.1所示。</p><p>　　本系統(tǒng)主要由按鍵

50、電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、AT89C2051單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)電機(jī)電路、驅(qū)動(dòng)電路以及步進(jìn)電機(jī)等幾部分組成.驅(qū)動(dòng)電路可以采用FT5754芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),芯片內(nèi)部有四組3 A、5 W、100 V的PNP達(dá)林斯頓電路及4個(gè)二極管,輸出4個(gè)管腳○11,⑨,④,②分別與步進(jìn)電機(jī)的四相繞組向連接.但考慮到所采用的步進(jìn)電機(jī)功率和額定電流都較小,以及經(jīng)濟(jì)性方面,本設(shè)計(jì)直接采用4個(gè)NPN型三極管來(lái)作為驅(qū)動(dòng)電路.</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)

51、的控制主要通過(guò)5個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn),這5個(gè)按鍵分別表示“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“加速”、“減速”和“停止”.單片機(jī)輸出四路脈沖信號(hào)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè)NPN型三極管,其</p><p>　　中觸發(fā)導(dǎo)通的三極管可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的相應(yīng)繞組得電,即步進(jìn)電機(jī)獲得脈沖,而產(chǎn)生一定的角位移.單片機(jī)循序不斷的輸出時(shí)序脈沖,就可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)了.總體設(shè)計(jì)原理見(jiàn)圖3.1所示.</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)總體

52、工作原理框圖 </p><p><b>　　4.1 系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　系統(tǒng)原理圖如圖4.2所示，AT89C2051將控制脈沖從P1口的P1.4~P1.7輸出，經(jīng)74LS14反相后進(jìn)入9014，經(jīng)9014放大后控制光電開(kāi)關(guān)，光電隔離后，由功率管TIP122將脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓和電流放大，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)、

53、反轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等動(dòng)作。圖中L1為步進(jìn)電機(jī)的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振，選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對(duì)上位機(jī)脈沖信號(hào)周期的影響。 圖中的RL1~RL4為繞組內(nèi)阻，50Ω電阻是一外接電阻，起限流作用，也是一個(gè)改善回路時(shí)間常數(shù)的元件。D1~D4為續(xù)流二極管，使電機(jī)繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)續(xù)流二極管（D1~D4）而衰減掉，從而保護(hù)了功率管TIP122不受損壞。 

54、   在50Ω外接電阻上并聯(lián)一個(gè)200μF電容，可以改善注入步進(jìn)電機(jī)繞組的電流脈沖前沿，提高了步進(jìn)電機(jī)的高頻性能。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時(shí)間常數(shù)，使繞組中電流脈沖的后沿變陡，電流下降時(shí)間變小，起到提高高頻工作性能的作用。</p><p>　　圖4.2 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.2　AT89S51單片機(jī)及其最小系統(tǒng)</p>

55、<p>　　Atmel公司的生產(chǎn)的89C2051單片機(jī)是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機(jī),它采用CMOS和高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù),而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容.</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)包括振蕩電路和復(fù)位電路兩部分,振蕩電路采用12 M晶振,這樣一個(gè)機(jī)器周期T=12fosc=1212M=1μs.復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位,當(dāng)按下RESET按鍵,電阻R1、R2接通5 V電源,

56、此時(shí)R2分得電壓大約為4 V,為高電平,即置單片機(jī)RST腳為高電平,單片機(jī)復(fù)位。</p><p><b>　　4.3　按鍵電路</b></p><p>　　采用5個(gè)按鍵用來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的5種狀態(tài),即“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“加速”、“減速”和“停止”.當(dāng)按下其中一個(gè)按鍵時(shí),電源通過(guò)上拉電阻和按鍵到地形成通路,使相應(yīng)輸入管腳接地,即給單片機(jī)送入一個(gè)低電平,此低電平即為有效電

57、平.其電路如圖3.3所示。</p><p>　　圖4.3 按鍵部分電路</p><p>　　4.4　步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)顯示電路</p><p>　　狀態(tài)指示采用3種顏色的發(fā)光二極管,“綠色”、“黃色”和“紅色”分別表示步進(jìn)電機(jī)的“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”和“停止”狀態(tài).限流電阻選擇1 K的電阻,使發(fā)光二極管的電壓降為3 V左右。</p><p>　　4.5

58、　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　從單片機(jī)輸出4路脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)非門(mén)和限流電阻,送到4個(gè)NPN型三極管的基極。如果從單片機(jī)輸出的是高電平,經(jīng)過(guò)非門(mén)變成低電平,送入三極管,使三極管截止;如果從單片機(jī)輸出的是低電平,經(jīng)過(guò)非門(mén)變成高電平,此高電平使三極管導(dǎo)通。步進(jìn)電機(jī)的每相繞組并上一個(gè)二極管,目的是防止在三極管瞬間截止時(shí), 繞組電感所產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)擊穿三極管。</p><p>　　非

59、門(mén)采用74LS04芯片,其內(nèi)部共有6個(gè)獨(dú)立的非門(mén),這里只用了其中的4個(gè)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該驅(qū)動(dòng)器根據(jù)撥碼開(kāi)關(guān)KX、KY的不同組合有三種工作方式供選擇：方式1為中斷方式：

60、P3.5(INT1)為步進(jìn)脈沖輸入端，P3.7為正反轉(zhuǎn)脈沖輸入端。上位機(jī)（PC機(jī)或單片機(jī)）與驅(qū)動(dòng)器僅以2條線相連。方式2為串行通訊方式： 上位機(jī)（PC機(jī)或單片機(jī)）將控制命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制命令自行完成有關(guān)控制過(guò)程。方式3為撥碼開(kāi)關(guān)控制方式： 通過(guò)K1~K5的不同組合，直接控制步進(jìn)電機(jī)。 當(dāng)上電或按下復(fù)位鍵KR后，AT89C2051先檢測(cè)撥碼開(kāi)關(guān)KX、KY的狀態(tài)，根據(jù)KX、KY 的不同組合，進(jìn)入不同的工作方式。以下

61、給出方式1的程序流程框圖與源程序。 在程序的編制中，要特別注意步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)的處理。為使步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)能平滑過(guò)渡，不至于產(chǎn)生錯(cuò)步，應(yīng)在每一步中設(shè)置標(biāo)志位。其中20H單元的各位為步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)志位；21H單元各位為反轉(zhuǎn)標(biāo)志位。在正轉(zhuǎn)時(shí)，不僅給正轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值，也同時(shí)給反轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值；在反轉(zhuǎn)時(shí)也如此。這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，就可以上一次的位置作為起點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，避免了電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)步。</p><p>&

62、lt;b>　　設(shè)計(jì)結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)了單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等相關(guān)知識(shí)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要求是通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，其原理是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，這樣就可以通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來(lái)改變脈沖的頻率，延時(shí)的長(zhǎng)短來(lái)具體控制步進(jìn)角來(lái)改

63、變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電的調(diào)速。具體的延時(shí)時(shí)間可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)以及速度的調(diào)節(jié)，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我對(duì)軟件編程和硬件設(shè)計(jì)的掌握，并且熟悉了89C2051等芯片。步進(jìn)電機(jī)在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。它可以把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動(dòng)輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等，所以說(shuō)步進(jìn)電機(jī)有著廣闊的市場(chǎng)和遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。</p>

64、;<p><b>　　附錄A</b></p><p>　　圖5.1 程序流程框圖</p><p>　　附錄B源程序如下：   MOV        20H,#00H        ;20H單元

65、置初值，電機(jī)正轉(zhuǎn)位置指針  MOV         21H,#00H       ;21H單元置初值，電機(jī)反轉(zhuǎn)位置指針  MOV         P1,#0C0H  

66、      ;P1口置初值，防止電機(jī)上電短路  MOV         TMOD,#60H        ;T1計(jì)數(shù)器置初值,開(kāi)中斷  MOV     &#

67、160;   TL1,#0FFH  MOV         TH1,#0FFH  SETB        ET1  SETB        EA  SE

68、TB        TR1  SJMP        $;***********計(jì)數(shù)器1中斷程序************</p><p>　　IT1P:       JB  

69、0;       P3.7,FAN      ;電機(jī)正、反轉(zhuǎn)指針;*************電機(jī)正轉(zhuǎn)*****************            JB   

70、0;      00H,LOOP0            JB          01H,LOOP1       &

71、#160;    JB          02H,LOOP2            JB          03H,L

72、OOP3            JB          04H,LOOP4            JB  

73、        05H,LOOP5            JB          06H,LOOP6     

74、60;      JB          07H,LOOP7LOOP0:      MOV         P1,#0D0H   

75、60;     MOV         20H,#02H         MOV         21H,#40H   

76、60;     AJMP        QUITLOOP1:      MOV         </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b><

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88、t;p>　　本論文是在我的導(dǎo)師李老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和論文的完成過(guò)程中，老師付出了很多的心血，從論文的選題、開(kāi)題到方案設(shè)計(jì)及最后的論文撰寫(xiě)、修改都離不開(kāi)老師的精心指導(dǎo)。老師在百忙之中仍抽出寶貴的時(shí)間和我研究、討論論文和設(shè)計(jì)中所遇到的難點(diǎn)，直到我尋找解決問(wèn)題的途徑，在此，我要真誠(chéng)地感謝我的老師。</p><p>　　首先，理論設(shè)計(jì)部分付出了很大的努力。從翻閱大量書(shū)籍和其他資料到

89、頻繁上網(wǎng)搜索相關(guān)內(nèi)容，以從中汲取與本課題相關(guān)的信息，然后進(jìn)行方案構(gòu)思，最終設(shè)計(jì)一個(gè)初步方案。其次，實(shí)踐環(huán)節(jié)可以從很多方面鍛煉學(xué)生素質(zhì)，它是對(duì)理論設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，是判定畢業(yè)設(shè)計(jì)成功與否的重要依據(jù)?？傊?，畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，我個(gè)人受益非淺。因?yàn)樵擃}目涉及專(zhuān)業(yè)外的知識(shí)，如步進(jìn)電機(jī)，所以知識(shí)面有所拓展。我對(duì)它的控制及驅(qū)動(dòng)原理有所了解，并掌握了一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)有些細(xì)節(jié)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有了更深的理解。</p><p>　　到目前為止

90、，為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已圓滿結(jié)束。通過(guò)這次親自動(dòng)手參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，理論到實(shí)踐，我在各方面都有所提高。收獲成果的同時(shí)，眼界也開(kāi)闊了很多。</p><p>　　在這一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)和生活中，得到了許多同學(xué)的幫助，在此我要感謝全體同學(xué)們，是他們給我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和研究環(huán)境，在和他們的討論和交流過(guò)程中，使我增長(zhǎng)了不少知識(shí)，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　而除了以上提到的之外，當(dāng)