文档介绍：201 1年本科生毕业论文答辩?课题: 步进电机控制系统设计?系别: 自动化与电气工程学院?专业: 测控技术与仪器?姓名:邓海玲?学号: 1 ?指导老师:耿丽清一、课题背景目前在国内外,使用单片机控制步进电机系统是一项成熟的技术,步进电机是数字控制电机,它将电脉冲信号转变成角位移,实质是一种数字/角度转换器,将电脉冲转化为角位移的执行机械,它通过控制脉冲的个数来控制角位移量,通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机械。二、总体设计方案主要论述一种基于 89C51 单片机的步进电机控制系统的设计。系统主要由单片机与键盘电路、脉冲分配电路与驱动电路、显示电路三部分组成。其中包含键盘输入电路、 89C51 单片机、脉冲分配电路与驱动电路、 LCD 显示、步进电机控制等技术,通过单片机控制电机的正、反转以及加速和减速,实现电机的简便操作。步进电机的基本参数 1空载启动频率:步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率 2电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度 3步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。 4保持转矩:是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩步进电机控制系统的工作原理硬件部分:实现电机转动和速度显示功能,包括控制开关、电机转动和速度显示模块。软件部分:实现对步进电机的控制功能。设计思想-通过控制台控制程序的开关来控制电机的转动,由电机反馈回来的数据经单片机控制显示器显示数据。三、硬件电路设计? CPU 、随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、定时器/计数器和多种输入/输出(如并行 I/O 、串行 I/O )和 A/D 转换器等。就其组成而言一块单片机就是一台计算机。典型的结构如图 3-1 所示。 2、键盘电路的设计常用的键盘接口分为独立式键盘接口和矩阵式键盘接口。在本系统中,键盘主要是用来对步进电机进行正转、反转、停止、加速和减速等操作,本设计采用的是独立式键盘,各按键功能见下表。反转 4 4 正转 33 减速 2 2 加速 11 停止 00 按键功能按键名称按键 3、驱动电路的设计对于步进电机的驱动一般有两种方法,一种是通过 CPU 直接来驱动,这种方法一般不宜采用,因为 CPU 的输出电流脉冲是特别小的它不能足以让步进电机转动;别一种是通过 CPU 来间接驱动,就是把从 CPU 输出的信号进行放大,然后直接驱动或是再通过光电隔离间接来驱动步进电机,这种方法比较安全可靠。这里我们选择第二种方法,驱动电路如下图。 HALF/FULL 19 W 17 CLOCK 18HOME 3 RESET 20 A 4 B 6 C 7 D 9 INH1 5 INH2 8 ENABLE 10 SYNC 1 CONTROL 11OSC 16 VREF 15 SENS1 14 SENS2 13 VCC 12 GND 2 U1 L297 IN1 5 IN2 7ENA 6 OUT1 2 OUT2 3 ENB 11 OUT3 13 OUT4 14 IN3 10 IN4 12 SENSA 1 SENSB 15 GND 8 VS 4 VCC 9 U2 L298 R41 1 R51 1 +5v +12v +5v VCC R6 20k R7 20k?4、显示电路的设计液晶显示器 LCD 以其微功耗、体积小、使用灵活等诸多优点在仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。液晶显示器分点阵型和字符型两类。点阵型液晶可显示图形和文字,字符型液晶只能显示字符。本设计采用的是 LM016L 进行显示,显示当前步进电机状态和速度。如图 3-6 为显示电路的接线图。