基于单片机的步进电机控制系统设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,基于单片机的步进电机控制系统设计,导 师: 王 坚,辩论人: 陆旭东,专 业: 测控技术与仪器,PPT,框架,研究背景,课题方向,论文要点,结论,1,2,3,4,研究背景,随着计算机技术的开展，步进电机在自动控制系统中已得到广泛的应用，例如数控机床，绘图机，计算机外围设备，自动记录仪表等。步进电机是一种数字电动机，它以脉冲信号控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机。它由专用电源供给电脉冲，每输入一个脉冲，步进电机就移进一步，所以称为步进电机。,课题方向,本课题是以51单片机作为控制器，扩展的小型键盘为控制信号输入端正转、反转、加速、减速等，小功率步进电机为控制对象，软、硬相结合，以软件控制硬件，实现步进电机运动的控制系统，系统所需脉冲信号完全由软件产生。分析步进电机的工作原理，讨论系统硬件和软件的设计方法，并给出步进电机的三相六拍单片机控制的具体方法 。,论文要点,-,步进电机,步进电机受脉冲信号控制。它的直线位移量或角位移量与电脉冲数成正比，所以电动机的直线速度或转速也与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的上下就可以在很大的范围内调节电动机的转速，并能快速启动、制动和反转。,论文要点,-,步进电机分类,步进电动机的种类很多，从广义上讲，步进电机的类型分为机械式、和组合式三大类型。按结构特点电磁式步进电机可分为反响式(VR)，电磁式，永磁式(PM)和混合式(HB)三大类;按相数分那么可分为单相、两相和多相三种。,论文要点-硬件局部,结合电源电路、时钟电路、复位电路、控制信号电路、显示电路和驱动电路，可以搭建整个步进电机控制系统。在调试过程中，通过开关可以实现步进电机的正转、反转、加速、减速和停止，同时有相应颜色的发光二极管点亮来指示当时电机所处的运行状态。,论文要点,-AT89C51,本系统核心为,AT89C51,论文要点,-AT89C51,性能,主要性能如下：,1与MCS-51产品兼容;,2具有2K的可编程FLASH ROM;,32.7-6V的电压操作范围;,4全静态操作:0一24MHz ;,5两级加密程序存储器；,6128B*8的内部RAM ;,715条可编程vo引线;,8两个16位可编程定时器/计数器;,96个中断源;,10可编程串行DART通道;,11直接LED驱动输出;,12片内模拟比较器;,13低功耗空载和掉电方式。,论文要点,-,设计所需软件,在本次课题设计中，利用,Keil,软件编辑程序，在,Proteus,软件中绘制原理图，再将,Keil,软件和,Proteus,软件相结合来实现步进电机控制系统的仿真。,论文要点,-PROTEUS,它运行于,Windows,操作系统上，可以仿真、分析,(SPICE),各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和,SPICE,电路仿真相结合。支持主流单片机系统的仿真。提供软件调试功能。具有强大的原理图绘制功能。,论文要点,-,电路原理仿真图,论文要点,-,正转,论文要点,-,反转,论文要点,-,加速,论文要点,-,减速,论文要点,-PCB,图,论文要点-软件局部,步进电机的加速减速控制，可以用均匀地改变脉冲时间间隔来实现。在加速控制中，可以均匀地减少延时时间间隔；在减速控制时，那么可均匀地增加延时时间间隔。具体的说就是均匀地减少增加延时时间常数。,论文要点,-,加速子程序,UP: CALL DELAYI ;,加速键子程序,JNB P3.2,UP ;,去抖动,NOP,NOP,INC STEPL ;,低字节加一步,MOV A,STEPL ;,是否已经加到,1000,或,03E8H,NOP,NOP,论文要点,-,加速子程序,CJNE A,#OEBH,OVER,MOV A,STEPH,NOP,NOP,CJNE A,#03H,TOBACKI,MOV STEPL,#OOH ;加到1000那么清零重新加(OE70H+1=OOOOH即999+1=000),MOV STEPH,#OOH,NOP,NOP,JMP TOBACKI,结论,在调试与仿真过程中，由于程序中存在一些问题，最后结果未能完全成功实现。在加速与减速的仿真时不是非常理想。,谢谢各位老师花时间为我答辩！,