摘要:步进电机是机电一体化产品关键组件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。本文介绍了步进电机工作原理以及各项指标参数，分析了单片机控制步进电机的方法。本文给出了硬件设计和软件设计。
控制系统按速度控制的要求从时钟脉冲控制线发出相应的控制脉冲即可对步进电机的转速进行控制。当需要恒速运行时，本论文由无忧论文网www.51lunwen.org整理提供就发出恒定频率的控制脉冲；当需要加速运行时，就发出频率递增的控制脉冲；当需要减速运行时，就发出频率递减的控制脉冲；当需要锁定状态时，只需要停止发脉冲并通入直流电就可以了。因此，可以方便地对电动机的转速进行控制。转向控制线可实现对步进电机转向的控制，当输出高电平“1”时，环行分配器按正方向进行脉冲分配，步进电机正向旋转；当输出低电平“0”时，环行分配器按反方向进行脉冲分配，步进电机反方向旋转。
关键词 步进电动机系统 控制 单片机
Abstract:Stepper motor is one of the key components of Mechatronic Products,,is an efficient digital implementation of the components.This article describes the Step motors works and various parameters in the microcontroller Control Step Motors.
In this paper,hardware and software design.
According to the demand of controlling speed, the system give out corresponding clock pulse to control the speed of the motor through the clock pulse. when constant speed is needed, constant clock pulse is gave out; www.51lunwen.orgwhen adding speed is needed, adding clock pulse is gave out; when reducing speed is needed, reducing clock pulse is gave out; When the lock-in state is needed, direct current is needed instead of the pulse. so the speed control of the step motor is very easy. The direction control line is used to control the direction of the step motor. when the voltage is “1”, the ring dividing driver shares the pulses according to the right direction, the step motor runs in the right direction. When the voltage is “0”, the ring dividing driver shares the pulses according to the revert direction, the step motor runs in revert direction.
Keywords Single chip microcomputer system; Control; Step motor; Ring distributing driver
目录
摘要…………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论 …………………………………………………………………………1
1.1 步进电动机的特点……………………………………………………………1
1.2 步进电动机的应用……………………………………………………………1
1.3 单片机在步进电动机中的应用………………………………………………2
第2章 步进电动机概述……………………………………………………………4
2.1步进电动机技术………………………………………………………………4
2.1.1步进电动机的基本概念………………………………………………4
2.1.2 步进电动机的分类……………………………………………………4
2.2 步进电机的技术参数 ………………………………………………………5
2.2.1步进电机的静态指标及术语……………………………………………5
2.2.2步进电机的动态指标及术语……………………………………………7
2.3 步进电动机的工作行能特点…………………………………………………9
第3章 步进电动机工作原理………………………………………………………10
3.1反应式步进电机原理 ………………………………………………………10
3.1.1 步进电动机的结构……………………………………………………10
3.1.2 步进电动机的旋转……………………………………………………10
3.1.3 步进电动机的力矩……………………………………………………11
3.2 感应子式步进电动机………………………………………………………12
3.2.1 感应子式步进电机的特点……………………………………………12
3.2.2感应子式步进电机的分类……………………………………………12
3.3 步进电机的通电方式………………………………………………………12
3.3.1 三相单三拍通电方式…………………………………………………12
3.3.2 三相双三拍通电方式…………………………………………………13
第4章 步进电动机的控制要求…………………………………………………14
4.1控制方式确定 ……………………………………………………………14
4.2驱动方式的确定 …………………………………………………………14
4.2.1驱动控制系统组成……………………………………………………15
4.2.2、驱动电路举例…………………………………………………………15
4.3接口电路的确定……………………………………………………………16
第5章 步进电机的系统设计…………………………………………………17
5.1步进电动机的控制方式……………………………………………………17
5.2步进电动机的驱动方式……………………………………………………18
5.2.1 综合微步驱动器………………………………………………………18
5.2.2综合步驱动系统的电流波形…………………………………………19
5.2.3综合微步驱动系统的实现……………………………………………19
5.2.4综合微步驱动系统的试验及结论……………………………………21
5.3 单片机与步进电动机的接口电路…………………………………………22
5.4 单片机的选择 ……………………………………………………………23
5.5 步进电动机的选则………………………………………………………24
5.6控制系统硬件设计…………………………………………………………25
5.7控制系统的软件设计………………………………………………………26
5.8系统设计的注意事项………………………………………………………27
结论………………………………………………………………………………29
参考文献…………………………………………………………………………30
致谢………………………………………………………………………………31
参考文献
[1] 赵影.《电机与电力拖动》.[M]北京:国防工业出版社，2006
[2] 唐介.《电机学》.[M]北京:高等教育出版社,2004
[3] 闫智.张勇.陈琦.《电机学基础实践》.[M]北京:科学出版社,2009
[4] 戴文进.陈瑛.《电机与拖动》.[M]北京:清 大学出版社, 2008
[5] 高安邦.《机电一体化系统设计禁忌》.[M]北京:机械工业出版社， 2008
[6] 何希才.姜余样.《电动机控制电路实例》.[M]北京:中国电力出版社,2005
[7] 何立民.《单片机应用技术选编》.[M]北京:北京航空航天大学出版社,1993
[8] 王毅.《单片机应用技术手册》.[M]北京:人民邮电出版社,1995
[ 9] 陈维山.等《机电系统计算机控制》.[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999
[10] 陈毅刚等.《单片机应用技术》.[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997
[11] 房小翠.《单片机微型计算机与机电接口技术》.[M].北京:国防工业出版社,2002
