四相步进电机控制系统设计.doc

《单片机课程设计》设计报告 设计题目： 四相步进电机控制系统设计 系 别： 自动化工程系 专 业： 测控技术与仪器 班级学号： 5091016 姓 名： 李建华 指导教师： 吕江涛 张宝健 设计时间： 2011/12/29 目录 1 概述……………………………………………………………………………………..1 2 四项步进电机………………………………………………………………………2 2.1步进电机………………………………………………………………………..2 2.2步进电机的控制……………………………………………………..……..2 2.3步进电机的工作过程…………………………………………………….2 3 电路图设计…………………………………………………………………….……4 3.1 AT89S52概述………………………………………………………………4 3.2 最小系统…………………………………………………………………..…4 3.3 复位电路………………………………………………………………..……5 3.4 拨码电路……………………………………………………………………..5 3.5 电机驱动电路………………………………………………………………6 4 程序设计……………………………………………………………………………...7 4.1 主程序框图…………………………………………………………………7 4.2 步进电机速度控制程序框图………………………………………8 4.3 拨码开关输入程序框图……………………………………………...10 5 总结……………………………………………………………………………………..11 5.1心得……………………………………………………………………………….11 5.2 收获……………………………………………………………………….……..11 附录一 源程序……………………………………………………………….……….12 附录二 电路原理图………………………………………………………….…….15 概述 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。换相顺序控制 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：混合式步进电机的工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断控制步进电机的转向 如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。 开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。　　当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。　　四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。　　单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图.a、b、c所示：　　 单四拍 b. 双四拍 c八拍　步进电机工作时序波形图 对步进电机四个绕组依次实现如下方式的循环通电控制：单四拍运行：正转A-B-C-D；反转D-C-B-A双四拍运行：正转AB-BC-CD-DA；反转DC-CB-BA-AD 八拍运行正转A-AB-B-BC-C-CD-D-DA 4.2 步进电机速度控制程序框图 正转部分: 送P1口不同的值，从而改变电机电源的相序，是电机正转，数值分别为0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0x