大学毕业论文单片机控制步进电机汇编程序.docVIP

毕业论文 题 目： 简易步进电机微机控制装置  步进电机智能控制系统 ［摘要］ 本毕业设计的内容是利用计算机软件（上位机）与单片机（下位机）的串口通信，达到上位机控制下位机实现步进电机的启动、停止、正转、反转、加速、减速和状态显示的目的，使步进电机控制更加灵活。步进电机驱动芯片采用ULN2803，ULN2803具有大电流、高电压，外电路简单等优点。利用屏幕LCM显示增设电机状态显示功能，各项数据更直观。实测结果表明，该控制系统达到了设计的要求。 关键字：步进电机、液晶显示、单片机、串口通信  目 录 步进电机智能控制系统 2 ［摘要］ 2 关键字 2 引言 4 第一章 步进电机与驱动电路 5 1.1 什么是步进电机 5 1.2 步进电机的种类 5 1.3 步进电机的特点 5 1.4 步进电机的原理 5 1.5 步进电机的驱动 6 第二章 方案设计与论证 7 2.1控制系统电路设计 7 2.2键盘设计 9 2.3显示电路设计 9 2.4驱动电路设计 9 第三章 电路设计 10 3.1系统电路图 错误！未定义书签。 3.2器件资料 12 第四章 系统软件设计 14 4.1程序流程图 14 4.2程序设计 14 第五章 调试总结 14 5.1操作控制 15 5.2设计过程中遇到的主要问题以及解决办法 15 5.3 心得体会 15 5.4致谢语 16 第六章附录 16 附录一:词语解释 16 6.1什么是保持转矩（HOLDING TORQUE） 15 6.2什么是DETENT TORQUE 16 6.3步进电机温度过高会不会使电机的磁性材料退磁 17 6.4为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降 17 附录二:引用文献 17 附录三：原程序 18 引言 上个世纪就出现了步进电动机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电动机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。在本世纪初，由于资本主义列强争夺殖民地，造船工业发展很快，同时也使得步进电动机的技术得到了长足的进步。到了80年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电动机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。现在的步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。它最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。早期的步进电机输出转矩比较小，无法满足需要，在使用中和液压扭矩放大器一同组成液压脉冲马达。随着步进电动机技术的发展，步进电动机已经能够单独在系统上进行使用，成为了不可替代的执行元件。 步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，即当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。其优点是结构简单、运行可靠、控制方便。尤其是步距值不受电压、温度的变化的影响、误差不会长期积累，这给实际的应用带来了很大的方便。 第一章 步进电机与驱动电路 1.1 什么是步进电机??? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机分永磁式（PM）反应式（VR）和混合式（HB）三种永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。精度步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。过载性好其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合；控制方便步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场；整机结构简单传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。 图3所