实验8 步进电机控制设计.pdf

实验8的主题是步进电机控制设计，主要涵盖了步进电机的工作原理、控制方法以及通过单片机进行编程和调试的实践。步进电机是一种能够精确控制角位移的电动机，广泛应用于各种需要精确定位的场合，如自动化设备、打印机、机器人等。 步进电机的控制原理基于其内部结构，它通常有多个磁极，每一步移动对应于一个固定的角度。在实验中，采用了半步励磁法，这是一种常见的步进电机控制策略。励磁顺序数组包括不同的励磁状态，例如0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09, 0x01, 0x03，这些状态对应电机的不同位置。通过改变励磁顺序数组的指针，可以改变电机的转动方向。比如，当按下按键K1时，指针向右移动，电机正转；按下K2时，指针向左移动，电机反转。在每次改变状态之间，需要加入软件延时，以确保电机稳定地走过每个步骤。 实验内容主要包括三个方面： 1. 学习理解单片机如何控制步进电机的速度和方向。这涉及到单片机的输入/输出(I/O)操作，以及如何通过编程来调整电机速度和方向。 2. 编写三种励磁方案的程序，即1相励磁、2相励磁和1~2相励磁。不同励磁方案会影响电机的步进精度和效率。 3. 对比不同励磁方案下的步进电机性能，观察它们在旋转速度、平稳性等方面的表现。 实验过程中，学生需要阅读相关的学习材料，理解步进电机的基本概念和控制方式。然后，利用ISIS软件绘制电路原理图，采用uVision3进行C51编程，并进行硬件仿真。通过这些步骤，学生可以深入理解单片机如何与外部硬件交互，以及如何编写控制程序来驱动步进电机。 实验总结强调了几个关键点： 1. 学生需要掌握Proteus软件和KEIL C51联合调试的技巧，这是进行单片机编程和仿真的重要工具。 2. 了解并实践步进电机的工作原理，编写控制程序时需要细心，遵循步骤，以避免人为错误和电路连接错误。 3. 实验应独立完成，以提升个人的实践能力和问题解决能力。 通过这个实验，学生不仅学习了步进电机的理论知识，还增强了实际操作技能，为今后的工程应用打下了坚实的基础。