步进电机课程设计--- 步进电机控制系统

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1、 单片机课程设 计 中文题目：中文题目： 步进电机控制系统步进电机控制系统 英文题目：英文题目： Stepper motor control system 姓姓 名名 学学 号号 专业班级专业班级 指导教师指导教师 提交提交日期日期 1、 目的和意义目的和意义 设计一个由单片机控制的步进电机调速系统， 操作者可通过系统的按钮控制步进电动机的旋 转速度和方向，正反转均可在 1-15 档改变，本设计通过按钮来调节，先从 1 档开始，按一 次加一档，直至 15 档，然后，按一次减一档，直至 1 档，如此循环，并通过 1602 液晶显示 出来。本次设计圈数也可调，在 1-20 圈改变，也通过 1602

2、 液晶显示。 2、 步进电机概述步进电机概述 2.1 步进电机的特点 1 ） 一般步进电机的精度为步进角的 3-5% ，且不累积。 2 ） 步进电机外表允许的温度高。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁 ， 从 而导致力矩下降乃至于失步 ， 因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的 退磁点； 一般来讲， 磁性材料的退磁点都在摄氏 130 度以上， 有的甚至高达摄氏 200 度以上 ， 所以步进电机外表温度在摄氏 80-90 度完全正常。 3 ）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形 成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下

3、，电机随频率（或速度）的 增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 4 ） 步进电机低速时可以正常运转 , 但若高于一定速度就无法启动 , 并伴有啸叫声 。步 进电机有一个技术参数 ： 空载启动频率 ， 即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲 频率 ， 如果脉冲频率高于该值 ， 电机不能正常启动 ， 可能发生丢步或堵转 。 在有负 载的情况下 ， 启动频率应更低 。 如果要使电机达到高速转动 ， 脉冲频率应该有加速过 程 ， 即启动频率较低 ， 然后按一定加速度升到所希望的高频 （电机转速从低速升到高速） 。 2.2 步进电机的工作原理 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位移的

4、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 . 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。 本次课程设计选用的步进电机是 28BYJ-48 型号的步进电机。 B-步进电机，Y -永磁型。 48-是四相八拍步进电机。 3、方案的论证、方案的论证 3 .1 控制方式的确定 步进电机控制虽然是一个比较精确的，步进电机开环控制系统具有成本低 、简单 、 控制 方便等优点， 在采用单片机的步进电机开环系统中， 控制系统送控制字的间隔和送控制字的 顺序 实际上就是控制步进电机的运行速度。系统可用两种办法实现步进电机的速度控制。 一种是延时，一种是定时。延时方法是