三相步进电机的计算机控制系统课程设计

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1、目录 1 设计任务及要求 1 2 方案比较及选择 1 2.1 电机驱动选择方案 1 2.2 LED 显示选择方案. 1 2.3 按键状态的读取 2 3 系统实现的原理 2 3.1 步进电机控制工作原理 2 3.1.1 步进电机的启停控制 2 3.1.2 步进电机的转向控制 2 3.2 系统设计思路 2 3.3 系统的整体框图 3 4 系统的硬件设计 4 4.1 总体设计 4 4.2 步进电机控制电路 5 4.2.1 启/停控制、正/反转控制、工作模式控制电路分析. 5 4.2.2 步进电机控制电路. 5 4.3 显示电路 6 4.3.1 发光二极管显示电路. 6 4.3.2 八段数码管显示电路

2、. 6 5 系统软件设计 7 5.1 总体设计 7 5.1.1 步进电机的工作方式. 7 5.1.2 系统总体流程图 8 5.2 关键模块设计 . 10 5.2.1. 三相步进电机模块设计 10 5.2.2 显示模块设计 11 6 系统仿真. 12 7 小结及体会. 12 参考文献. 14 附录. 15 1 三相步进电机控制系统的设计 1 1 设计任务及要求设计任务及要求 设计一个三相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用 K0-K2 做为通 电方式选择键，K0 为三相单三拍，K1 为三相双三拍，K2 为三相六拍；K3 为启动 /停止控制、K4 方向控制；用 4 位 LED 数码管显示工作

3、步数。用 3 个发光二极管 显示状态：正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮。 2 2 方案比较及选择方案比较及选择 2.1 2.1 电机驱动选择方案电机驱动选择方案 方案1： 使用功率三极管等电子器件搭建成功率驱动电路来驱动电机的运行。 优点是电路简单，但信号不够稳定，器件较大而不便电路的集成。 方案 2：使用专门的电机驱动芯片 ULN2004A 来驱动电机运行。其优点是便 于电路的集成，且驱动简单，驱动信号稳定，不受外部干扰。 通过对方案的比较，我选择使用电机驱动芯片来作为驱动。 2.2 LED2.2 LED 显示选择方案显示选择方案 方案 1：把所要显示的数据通过专用的七段显示芯片的转

4、换输出给 LED 显示 屏。其优点是输出简单，可以简化程序，但增加了芯片的费用。 方案 2：通过软件把所要的数据转化为七段显示的数据，直接通过单片机接 口来显示，其优点是简化了电路，但增加了软件编写的负担。 通过对方案的比较，我选择通过软件编写来输出显示信号。 2 2.3 2.3 按键状态的读取按键状态的读取 方案 1：把按键接到单片机的中断口，若有按键按下，单片机接收到中断信 号，再通过软件编写的中断程序来执行中断，优点是接线简单，简化了电路，但 软件编写较为复杂，不易掌握。 方案 2：不使用中断，直接把开关分别接在单片机的接口上，通过查询端口 信号来动作。其优点是程序得到简化，可读性加强。 通过对方案的比较，我选择通过查询方式来读取端口信号。 3 3 系统实现的原理系统实现的原理 3.1 3.1 步进电机控制工作原理步进电机控制工作原理 3.1.1 3.1.1 步进电机的启停控制步进电机的启停控制 步进电机由于其电气特性,运转时会有步进感 ,即振动感。为了使电机转动 平滑 ,减小振动 ,可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波 , 可以减