单片机的步进电机控制设计论文.doc

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单片机的步进电机控制设计论文
目录
第1章绪论 3
引言 3
步进电机常见的控制方案与驱动技术简介 5
常见的步进电机控制方案 5
步进电机驱动技术 7
第2章步进电机概述 10
步进电机的分类 10
步进电机的工作原理 11
结构及基本原理 11
两相电机的步进顺序 11
步进电机的工作特点 14
第3章系统的硬件设计 16
系统设计方案 16
系统的方案简述与设计要求 16
系统的组成及其对应功能简述 16
单片机最小系统 18
AT89S51简介 18
单片机最小系统设计 23
单片机端口分配及功能 24
串口通信模块 24
数码管显示电路设计 25
共阳数码管简介 25
共阳数码管电路图 26
电机驱动模块设计 27
L298简介 27
电机驱动电路设计 28
驱动电流检测模块设计 30
OP07芯片简介 30
ADC0804芯片简介 32
电流检测模块电路图 35
36
第4章系统的软件实现 37
系统软件主流程图 37
系统初始化流程图 38
按键子程序 39
第五章总结 43
致谢 44
参考文献 45
摘要:本文应用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列,构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。二维工作台作为被控对象通过步进电机驱动滚珠丝杆在X/Y轴方向联动。文中讨论了一种以最少参数确定一条圆弧轨迹的插补方法和步进电机变频调速的方法。步进电机控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法,可以有效地减少系统开发的周期和成本。最后给出了步进电机控制系统的应用实例。
In this paper, microcontroller, stepper motor driver chips, character LCD and keypad array, build a set of stepper motor controller and driver as one of the stepping motor control system. Two-dimensional table as a charged object by stepper motor drive ball screw in X / Y axis linkage. This paper discusses a minimum of parameters to determine the trajectory of a circular interpolation method and the method of frequency control stepper motor. Stepper motor control system has been developed using the software and hardware co-simulation method, can effectively reduce the system development cycle and cost. Finally, the stepper motor control system application examples.
关键词: 步进电机控制系统,插补算法,变频调速,软硬件协同仿真
第1章绪论
引言
步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机,国外一般称为Steppingmotor、
Pulse motor或Stepper servo,其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机,其位移速度与脉冲频率成正比,位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成,可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场,该矢量场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此,控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压,转子就旋转一个步距角,称为一步。根据电压脉冲的分配方式,步进电机各相绕组的电流轮流切换,在供给连续脉冲时,就能一步一步地连续转动,从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同,在不丢步的情况下运行,其步距误差不会长期积