步进电机的设计与控制 课程设计.doc

目录
第一章 课程设计主旨………………………………………………………………..2
1 设计内容………………………………………………………………..........2
2 设计背景………………………………………………………………..........2
第二章 课程设计背景
1 步进电机……………………………………………………………………..2
2 AT89C51单片机………………………………………………………..........4
3 8255A简介……………………………………………………………...........5
4 ULN2003A简介……………………………………………………………..6
第三章 课程设计硬件电路及接线…………………………………………………..6
1 AT89C51单片机连接及周边电路…………………………………………..6
2 8255A并行接口电路………………………………………………………..7
3 四个独立键盘接线图………………………………………………………..9
4 ULN2003A电机驱动电路………………………………………………….9
5 步进电机接线图……………………………………………………………10
第四章 课程设计原理图及程序……………………………………………………10
1 电路原理图…………………………………………………………………10
2 程序流程图…………………………………………………………………11
3 程序汇编及注释……………………………………………………………12
4 课程设计结果验证…………………………………………………………………….14
第五章 课程设计心得……………………………………………………………………………17
附录一……………………………………………………………………………………………..18
步进电机控制设计
摘要：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。主要用于数字控制系统中，精度高且运行可靠。它在现代控制领域中起着非常重要的作用。本次设计中，采用基于AT89C51单片机为核心，包括系统硬件设计和系统软件设计，来实现对步进电机的控制。通过单片机电路的设计，使之输出信号进入8255A来控制步进电机的运转，控制转速和旋转方向等。并编写正确的汇编程序，并使用仿真软件进行控制系统的仿真。
关键字：步进电机 AT89C51 8255A 仿真
课程设计主旨
1. 课程设计内容：
本次课程设计的要求是，实现利用8255的输出来控制步进电机的运转，并要求能拨动开关控制步进电机的转速或正反转。
2. 课程设计要求：
提高综合运用于解决实际问题的能力，利用8255A并行接口微机和外设的通信，加深对8255A并行接口的理解和应用能力，更熟练的掌握汇编语言基本指令和常用语句的应用，体会从实际问题中抽象出模型，并利用模型解决实际问题的能力，积累实践经验和实际动手解决问题的能力。
本实验要求在熟悉汇编语言基本和8255A工作原理的基础上，利用汇编程序输出符合条件的脉冲信号，经外电路放大后可以驱动步进电机转动，最终达到步进电机调速控制的目的。
通过本次试验了解步进电机及其他类型电动机的基本工作原理，以及基本参数和常用符号的意义，为以后的工作学****打下良好的基础。
第二章 课程设计背景
1. 步进电机
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般电动机是连续旋转的，而步进电机的转动时一步一步进行的。每输入一个脉冲电信号，步进电机就转动一个角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实现调速和控制转动的角位移大小，具有较高的定位的精度，，转动、停止、反转反应灵敏、可靠。在开环数控系统中得到了广泛的应用。
步进电机的驱动原理是通过它每相线圈的电流的顺序切换来使用电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲来控制，所以调节脉冲的频率便可改变步进电机的转速，微控制器最适合控制步进电机。由于电机的转动惯量的存在，其转动速度还受驱动功率的影响，当脉冲的频率大于某一值时，电机便不再转动。
步进电机有以下几个特性：①步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。②不经电机具有瞬间启动和急速停