测控专业课程设计报告--步进电机角度控制

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1、 课程设计结题报告课程设计结题报告 题题 目目 步进电机角度控制步进电机角度控制 姓姓 名名 所在学院所在学院 自动化学院 专业班级专业班级 测控技术与仪器 学学 号号 指导教师指导教师 日日 期期 20 年 月 日 摘要摘要 步进电机因其精度高、过载性好、控制方便等优点，在工业生产及控制领域 得到了广泛的应用。 对步进电机转动角度进行精确地测量与控制具有很高的应用 价值。本次课程设计由小组七位成员合作完成，我在其中负责的是角度测控系统 的软件设计。因此本报告中将对软件设计部分作详细阐述，系统硬件部分只作简 单介绍，具体情况参见小组其他成员报告。 使用软件通过光电编码器反馈环节获得当前转角并与

2、预期角度进行比对，经 过步长步频控制系统控制输出下一时刻转速。 关键关键词：词： 步进步进电机、电机、89C51 单片机单片机、数码数码管管 Abstract Stepper motor has been widely used in industrial production and control field because of its high precision, good overload ability and easy to control, etc. The precise measurement and control of the rotation angle of th

3、e stepper motor is of high value. This curriculum design is completed by a team of seven members collaborating together, in which I was responsible for the monitoring and control system software design part. Therefore, this report will be focused mainly on software design, while system hardware only

4、 for a brief introduction. Refer to the reports of other group members for specific details. Keywords: Stepper Motor、89C51 Microcontroller、Digital Tube 目录 一、设计目的 1 二、设计内容及要求 1 三、系统总体设计 1 四、系统硬件设计及原理 2 五、系统软件设计及流程图 5 六、收获及体会 8 参考文献 9 附录 9 1 步进电机角度控制步进电机角度控制系统系统设计设计 一、一、设计设计目的目的 设计基于单片机的步进电机角度测控系统。 通过

5、这个过程学习熟悉键盘控制 和七段数码管的使用，掌握步进电机的角度控制和角度显示方法。 二、二、设计设计内容及要求内容及要求 1. 具有显示功能，在显示器上显示任意四位十进制数。 2. 具有按键输入和操作功能。 3. 实现： a) 键盘功能； b) 显示界面； c) 给出原理图； d) 给出控制算法及相应程序； e) 开发串口通信功能。 三三、系统系统总体总体设计设计 本次课程设计要求实现用按键控制并用数码管显示步进电机转过的角度。 一 般情况下，要实现上述功能通常需要使用单片机来进行控制。 按键可以输入一个数值，即目标角度。步进电机在驱动电路的驱动下转动， 输出角位移；同时，步进电机上装有角度

6、传感器，从而能够测量步进电机所转过 的角度。 单片机作为整个角度测控系统的中心控制单元，接收由按键输入的角度值、 光电编码器测量所得到的角度。按键输入值为目标角度，光电编码器测量值为实 2 际转动角度。当实际转动角度与目标角度之间存在差值时，该差值通过单片机内 的控制算法运算，转变成控制步进电机转动的电脉冲信号。同时，单片机将测量 所得的实际转动角度输出到数码显示管上。只要差值存在，单片机就控制步进电 机继续转动，直到步进电机转过的角度达到目标要求值。 为便于表述，可将上述过程用下图表示： 四四、系统系统硬件硬件设计设计及及原理原理 本角度测控系统中， 使用到的器件及传感器主要有步进电机、 电机驱动芯片、 89C51 单片机、键盘、带驱动芯片的数码显示管、光电编码器。由于硬件部分主 要由小组内其他成员负责，在此只对这些器件及原理作简单介绍。 步速控 制系统 输入显示界面 步进电机 驱动程序 步进 电机 输出 角度 光电编码器 D