步进电机控制系统设计论文.doc

步进电机控制系统设计毕业论文 目 录 前 言-----------------------------------------------05 第一章 步进电机概述---------------------------------06 1.1 步进电机的特点-----------------------------06 1.2 步进电机的技术参数-------------------------07 1.2.1步进电机的基本参数---------------------07 1.2.2步进电机动态指标及术语-----------------08 1.3步进电机的分类------------------------------10 1.4步进电机详细调速原理------------------------12 第二章 方案的论证-----------------------------------14 2.1控制方式的确定------------------------------14 2.2驱动方式的确定------------------------------16 2.3驱动电路的选择------------------------------17 2.4基本方案的确定------------------------------18 第三章 硬件电路的设计-------------------------------20 3.1单片机的选择--------------------------------20 3.1.1单片机的选择---------------------------20 3.1.2主要特性-------------------------------22 3.2步进电机的选择------------------------------23 3.2.1三相单三拍通电方式---------------------24 3.2.2三相双三拍通电方式---------------------25 3.3驱动电路的选择------------------------------29 3.4显示电路与键盘的选择------------------------31 3.5反馈电路的选择------------------------------34 第四章 软件的设计-----------------------------------37 4.1显示子程序的设计----------------------------37 4.2键盘子程序的设计----------------------------37 4.3驱动程序流程的设计--------------------------38 4.4正反转程序流程图----------------------------39 4.4.1正反转程序流程图----------------------39 4.4.2转速快慢程序流程图--------------------40 4.4.3定时中断流程图------------------------41 五 总结-------------------------------------------42 前 言 步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进电机一般为三相，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。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机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，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。 第一章 步进电机概述 1.1步进电机的特点： 1） 一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2）?