计算机控制课程设计---步进电机的角度控制设计.doc

计算机控制技术 课 程 设 计 成绩评定表 设计课题 步进电机的角度控制设计 学院名称 ： 电气工程学院 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 3 指导教师 ： 设计地点 ： 31-503 设计时间 ： 2012-06-11～2012-06-15 指导教师意见： 成绩: 签名： 年 月 日  计算机控制技术 课 程 设 计 课程设计名称： 步进电机的角度控制设计 专 业 班 级 ： 自动F0901 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 臧海河 课程设计地点： 31-503 课程设计时间： 201-06-11～201-06-15 计算机控制技术 课程设计任务书 学生姓名 专业班级 学号 题 目 步进电机的角度控制设计 课题性质 工程设计 课题来源 自拟 指导教师 臧海河 主要内容 （参数） 利用AT89C51设计步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为控制执行元件，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和精密机械等领域。 任务要求 （进度） 第1天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。 第2天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第3天：软件设计，编写程序。 第4-5天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、语言流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。 主要参考 资料 [1] 张迎新单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京： 国防工业出版社，2004 [2] 冯博琴，吴宁.微型计算机原理与接口技术. 清华大学出版社.2007 [3] 于海生.微型计算机控制技术. 清华大学出版社.2004 [4] 朱玉玺，崔如春，邝小磊.计算机控制技术.电子工业出版社.2010 [5] 刘永华.微机原理与接口技术.清华大学出版社.2006 [6] 黄海萍.汇编语言与微机接口技术实验教程. 国防工业出版社.2007 审查意见 系（教研室）主任签字： 年 月 日 目 录 1 引言 4 2 总体方案设计 4 2.1硬件组成 4 2.2控制流程方框图 5 3 硬件电路设计 6 3.1 单片机及其外围电路 6 3.2 1602LED显示器 7 3.3 ULN2003外围电路 8 3.4键盘接口电路 9 4 系统软件设计 10 5总结 11 参考文献 11 附录A 系统原理图 12 1 引言 步进电机在控制系统中具有很广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器或角位移发生器等。 步进电机是一种用电脉冲进行控制，将电脉冲信号转换成相应角位移的电机，其机械位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成正比，每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度。脉冲的数量，决定了旋转的总角度；脉冲的频率，决定了电机运转的速度。 此次设计通过AT89C51对步电机进行控制，用ULN2003为步进电动机驱动电路主芯片，AT89C51对步进电机的控制信号送到ULN2003输出到LED显示步进电机转动角度。 2.1硬件组成 （1）步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，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，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，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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。 步进电机是一种感应电机