步进电机的设计与控制课程设计

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1、 1 目录 第一章 课程设计主旨2 1 设计内容2 2 设计背景2 第二章 课程设计背景 1 步进电机2 2 AT89C51 单片机4 3 8255A简介.5 4 ULN2003A 简介6 第三章 课程设计硬件电路及接线6 1 AT89C51 单片机连接及周边电路6 2 8255A 并行接口电路7 3 四个独立键盘接线图9 4 ULN2003A 电机驱动电路.9 5 步进电机接线图10 第四章 课程设计原理图及程序10 1 电路原理图10 2 程序流程图11 3 程序汇编及注释12 4 课程设计结果验证.14 第五章 课程设计心得17 附录一18 2 步进电机控制设计步进电机控制设计 摘要：摘

2、要：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件。 主要用于数字控制系统中，精度高且运行可靠。它在现代控制领域中起着非常重 要的作用。本次设计中，采用基于 AT89C51 单片机为核心，包括系统硬件设计 和系统软件设计，来实现对步进电机的控制。通过单片机电路的设计，使之输出 信号进入 8255A 来控制步进电机的运转，控制转速和旋转方向等。并编写正确 的汇编程序，并使用仿真软件进行控制系统的仿真。 关键字：关键字：步进电机 AT89C51 8255A 仿真 第一章第一章 课程设计主旨课程设计主旨 1. 课程设计内容课程设计内容： 本次课程设计的要求是，实现利用 8255 的输出来控

3、制步进电机的运转，并 要求能拨动开关控制步进电机的转速或正反转。 2. 课程设计要求课程设计要求： 提高综合运用于解决实际问题的能力，利用 8255A 并行接口微机和外设的 通信，加深对 8255A 并行接口的理解和应用能力，更熟练的掌握汇编语言基本 指令和常用语句的应用，体会从实际问题中抽象出模型，并利用模型解决实际问 题的能力，积累实践经验和实际动手解决问题的能力。 本实验要求在熟悉汇编语言基本和 8255A 工作原理的基础上，利用汇编程 3 序输出符合条件的脉冲信号，经外电路放大后可以驱动步进电机转动，最终达到 步进电机调速控制的目的。 通过本次试验了解步进电机及其他类型电动机的基本工作

4、原理， 以及基本参 数和常用符号的意义，为以后的工作学习打下良好的基础。 第二章第二章 课程设计背景课程设计背景 1. 步进电机步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般电动机是连续旋 转的，而步进电机的转动时一步一步进行的。每输入一个脉冲电信号，步进电机 就转动一个角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实现调速和控制转动的角位移 大小，具有较高的定位的精度，起最小步距角可达 0.75 度，转动、停止、反转 反应灵敏、可靠。在开环数控系统中得到了广泛的应用。 步进电机的驱动原理是通过它每相线圈的电流的顺序切换来使用电机作步 进式旋转，驱动电路由脉冲来控制，所以调节脉冲的频率便可改

5、变步进电机的转 速，微控制器最适合控制步进电机。由于电机的转动惯量的存在，其转动速度还 受驱动功率的影响，当脉冲的频率大于某一值时，电机便不再转动。 4 步进电机有以下几个特性：步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号 必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号， 就会以一定的角度转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。不经电机具有瞬间 启动和急速停止的优越特性。改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。 步进电机的驱动一般有两种方法，一种是通过 CPU 直接来驱动，这种方法 一般不采用，因为 CPU 的输出电流脉冲式特别小的，它不能足以让步进电机转 动；另一张是通过 CPU 来简介驱动，就是把 CPU 输出的信号进