文档介绍：微机原理与接口技术
课程设计说明书
课题: 小型两相步进电机的驱动
学校: 武汉纺织大学
院系: 机械工程与自动化学院
班级: 机设082
姓名: 陈诚
学号: 0802721059
时间: 2011年12月22日
目录
第一章设计任务
设计背景┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3
设计要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3
第二章步进电机的工作原理
两相步进电机结构┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4
两相步进电机的原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5
两相步进电机的供电方式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5
第三章硬件电路设计
最小系统图┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6
驱动方案的选择┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8
第四章软件系统设计
系统程序┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8
设计收获
心得体会┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10
成品展示┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11
参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12
第一章设计任务
设计背景
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。本次课程设计是用单片机来控制步进电机的定位和正反旋转。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。整个系统有AT89S52单片机控制系统,ULN2003驱动电路。用AT89S52单片机控制两相六线步进电机,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时通过控制脉冲的相序来改变步进电机的转动方向,从而达到的控制正反转的目的。本系统采用单片机AT89S52为中心器件来控制步进电机,系统实用性强。
设计要求
使大家对上学期学习的微机原理与接口技术进一步的掌握和巩固,掌握电路板的焊接技术,会利用软件实现简单的程序设计和调试。
要求:
每6人一个小组,每小组要完成一个小项目的制作,每组由学习委员负责指定小组长。
利用最小系统的接口,完成扩展训练,扩展项目如下,可自行选择,但每个班级的项目不能重复,由学习委员负责把关。
最小系统的原理图及PCB已经画出,大家照着上面的元件位置及连线,完成实验开发板的焊接,并为下一步的扩展留下接口;
购置元件器
USB ISP下载线 1根(记得向卖家要驱动)
实验板
AT89S52 1片 U1
DIP40底座 1个 U1
1N4007 1个 D1
30pF直插电容 2个 C1,C2
25V10uF电容 1个 C3
9脚排阻 1个 R3
12MHz晶振,直插 1个 X1
10K电阻 2个 R1,R2
1K电阻 1个 R4
LED(绿) 1个 LED
SIP2电源接口 1个 PW
IDC10接口 1个 PD1
40脚排针 1条 P0-P3
两脚按键 1个 S1
USB延长线 1根用于提供板上的5V电源
杜邦排线 20芯用于最小系统与扩展板连接
第二章步进电机的工作原理
两相步进电机结构
两相步进电机结构图
。转子被分为完全对称的两段,一段转子的磁力线沿转子表面呈放射形进入定子铁心,称为N极转子;另一段转子的磁力线经过定子铁心沿定子表面穿过气隙回归到转子中去,称为S极转子。图中虚线闭和回路为磁力线的行走路线。相应地定子也被分为两段,其上装有A、,沿转子轴在两段转子中间安装一块永磁铁,形成转子的N、S极性。从轴向看过去,两段转子齿中心线彼此错开半个转子齿距。
两相步进电机的原理
两相步进电机
如图。通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
两相步进电机的供电方式
两相四线的步进电机,有两个绕组:A,B