微型计算机控制技术课程设计题目：步进电机控制系统概要.doc

微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统纲要 微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统纲要 PAGE / NUMPAGES 微型计算机控制技术课程设计设计题目：步进电机控制系统纲要 微型计算机控制技术课程设计 设计题目：步进电机控制系统 班 级：电升本 1103 姓 名：何世宁 学 号： 29 小型步进电机控制系统 一、 课程设计目的 课程设计是本科教课全过程中的重要环节。 《微机应用系统设计与综合实验 (实践 )》课程设计主要培育我们自动化专业学生，运用所学知识解决心算机应用 领域内实质问题能力， 进一步提升学生运用计算机编程语言综合编程能力、 程序 调试技术和微机系统接口综合应用及电路设计能力。 1、学习在 PC 系统中扩展简单的 I ／O 接口的方法。 2、娴熟掌握和运用汇编和 C 语言编写程序控制 8255 各口的输入输出，并正确带动数码管及步进电机；能娴熟运用汇编和 C 语言实现 8254 的准时功能， 以保证  8255 输出的脉冲频次稳固。 3、娴熟掌握  ISA  总线配置方式下硬件实验的调试  ,并能独立的清除故障  ,以 保证实验的顺利进行。 4、.稳固和加深讲堂所学知识； 5、学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力； 6、经过步进电机控制系统设计与制作，深入认识与掌握步进电机的运行方式、方向、速度、启 /停的控制。 二、 设计的题目名称及要求 设计题目：小型步进电机控制系统设计。 设计要求： （1）分别用 C 语言和汇编语言编程达成硬件接口功能设计； （2）鉴于 80x86 微机接口硬件电路设计调试； （3）控制功能要求： 小键盘给定分段速度， 数码管显示目前步进电机启动与停止、方向、速度信息； （4）拥有当地与远程（串行方式下）功能。 三、实验设施 PC 机一台（装有 TDPIT 软件）、唐都 AEDK8688ET 实验箱。 使用硬件： 8086 PC，8255 芯片，键盘数码管，步进电机驱动电路，步进电机。 系统设计：键盘采纳实验板供给的 4*4 键盘，使用 4 个数码管及时显示系统目前状态。 四、设计的思想和实行方案 步进电机的工作原理 步进电机是将电脉冲信号转变成角位移或线位移的开环控制元件。在非超 载的状况下， 电机的转速、 停止的地点只取决于脉冲信号的频次和脉冲数， 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。 这一线性关系的存在， 加上步进电机只有周期性的偏差而无积累偏差等特色。 使得在速度、地点等控制领域用步进电机来控制变的特别的简单。 步进电灵巧向指标及术语： 1、步距角精度： 步进电机每转过一个步距角的实质值与理论值的偏差。 用百分比表示： 偏差/步距角 *100%。不一样运行拍数其值不一样，四拍运行时应在 5%以内，八拍运行时 应在 15%以内。 2、失步： 电机运行时运行的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。 3、失调角： 转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运行必存在失调角，由失调角产生的偏差，采纳细分驱动是不可以解决的。 4、电机正反转控制： 当电机绕组通电时序为 AB-BC-CD-DA 或 ()时为正转，通电时序为 DA-CA-BC-AB 或 ()时为反转。 驱动控制系统构成 : 使用、控制步进电机一定由环形脉冲， 功率放大等构成的控制系统， 其方框图以下： 脉冲信号的产生 : 脉冲信号一般由单片机或 CPU 产生，一般脉冲信号的占空比为 0.3-0.4 左右， 电机转速越高，占空比则越大。 下列图步进电机为一四相步进电机，采纳单极性直流电源供电。只需对步进 电机的各相绕组按适合的时序通电， 就能使步进电机步进转动。 图 1 是该四相反响式步进电机工作原理表示图。 图 1 四相步进电机步进表示图 开始时，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，因为 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。挨次类推， a、b、c、d 四相绕组轮番供电，则转子会沿着 a、b、c、 d 方向转动。 四相步进电机依据通电次序的不一样，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， 所以，八拍工作方式既能够保持较高的转动 力矩又能够提升控制精度。 单四拍、双四拍与