步进电机单片机控制系统的设计.doc资源-CSDN文库

版权申诉

51 浏览量 2022-07-08 16:16:58 上传评论收藏 150KB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

哈尔滨理工大学荣成学院

课程设计

步进电机单片机控制系统的设计

姓名： &&&&

专业：电机与电器

班级： 0&&&&&&

学号： *********

日期： 2012 年 5 月 10 日

1

一、设计题目的背景

1.步进电机的原理

步进电动机又称为脉冲电动机，是数字控制系统的一种执行元件，其功用是将脉冲信号

变换为相应的角位移或直线位移，既给一个脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步。

步进电动机的控制原理是通过它每相线圈的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，驱

动电路由脉冲控制，所以调节脉冲的频率便可改变步进电机的转速，微控制器最适合控制步

进电机。

此次设计步进电机共有四个相位（A、B、C、D），按转动步骤分为单四拍（A 、 B 、

C 、 D 、 A）

四相双四拍：电机正转（ AB 、 BC 、 CD 、 DA 、AB）

电机反转 ( DA、AB 、 BC 、 CD、 DA)

单双 8 拍（A、 AB、 B、 BC、 C、CD 、 D、DA、 A）

2.应用领域

（1）应用领域相当广泛，只要是要有动力源的，而且对精度有要求的一般都可能涉及到

伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产

线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。

（2）广泛应用于 ATM 机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算

机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合

要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

（3）步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，这类步进电机的特点是

保持转矩不高，频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

二、设计原理

1、设计目的

（1）了解步进电机的基本原理，掌握步进电机的转动编程方法

（2）了解影响电机转速的因素有哪些

2、方案的比较

在于对步进电机的控制和驱动，设计中受控电机为四相六线制的的步进电机。

方案一：使用多个功率放大器驱动电机

通过使用不同的放大电路和不同参数的器件，可是达到不同的放大要求，放大后能够得

2

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放大，而放大电

路很难达到完全一致，当电机的功率较大时运行会不稳定，而电路的制作也比较复杂。

方案二：使用 ULN2003 芯片驱动电机

ULN2003 可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，它工作电压高，工作电流

大，并且能够在关太时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行，可直接用单片

机的 I/O 口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。

通过比较，使用 ULN2003 芯片充分发挥了它的功能，能稳定地驱动步进电机，且价格不

高，故选用 ULN2003 驱动电机。

三、电路设计

1.单片机型号的选择

80C51 单片机属于 MCS-51 系列单片机，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比

较（PUSH）、16 位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和 5 个中断源。采用 40

引脚双列直插式 DIP（Dual In Line Package），内有 128 个 RAM 单元及 4K 的 ROM。80C51 有

两个 16 位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有 4 个 8 位

并行输入口。80C51 内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用 12MHz

的晶振频率。由于 80C51 的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求，而且产品产量丰

富来源广，应用也很成熟，故采用来作为控制核心。

80C31 单片机，它是 8 位高性能单片机结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS 的低

功耗特征。80C31 内置中央处理单元、128 字节内部数据存储器 RAM、32 个双向输入/输出(I/O)

口、2 个 16 位定时/计数器和 5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电

路。但 80C31 片内并无程序存储器，需外接 ROM。此外，80C31 还可工作于低功耗模式，可

通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定时器、串行口和中断系

统维持其功能。掉电模式下，保存 RAM 数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

综上，所以选择 80C51 单片机.

剩余11页未读，继续阅读

内容反馈

版权申诉

老帽爬新坡

粉丝: 82
资源: 2万+

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip