步进电机转速实时控制课程设计word文档
步进电机的课程设计【范本模板】
目录摘要 (4)第一章绪论 (5)1.1 关于步进电机 (5)1。
2 选题的目的和意义 (6)第二章元器件的介绍 (8)2。
1 步进电机 (8)2.2 89C51 (9)第三章步进电机控制系统硬件电路设计 (11)3.1 控制电路 (10)3.2 最小系统 (12)3。
3 驱动电路 (13)3。
4 显示电路 (14)3。
5 总体电路 (14)第四章软件的设计 (16)4.1 方案论证 (16)4.2 主程序设计 (17)4.3 定时中断设计 (18)4。
4 外部中断设计 (19)第五章仿真与调试 (25)5。
1 Proteus软件介绍 (25)5.2 keil软件介绍 (25)5。
3 仿真过程 (25)心得体会 (27)附录PCB板图及其三视图 (28)摘要单片机的应用正在不断深入和创新，作为一门我们专业相当重要的专业课程，同时带动着传统控制检测日新月异的更新。
此次设计利用实验室中试验箱单片机结构作为核心部件进行调试和创新，其中对步进电机背景与现状、系统硬件设计、软件设计及其仿真调试过程都做了详细的介绍，使我们组的每个成员不仅对步进电机的原理有了深入的了解,也对单片机的设计研发过程以及知识的学习都有了很深刻的体会和提高。
本控制系统的设计采用实验室中的试验箱单片机控制，通过人为按动各开关实现步进电机的开关，以及电机的加速及减速功能，另外还增加可设正反转的功能,具有灵活方便、适用范围广易懂的特点，能够满足实现自身实践动手能力提高的需求。
第一章绪论1。
1 关于步进电机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步进电机件。
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,当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角"，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机速度控制课程设计
步进电机速度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握步进电机速度控制的基本概念。
2. 使学生掌握步进电机速度控制的相关公式，并能进行简单的计算。
3. 让学生了解步进电机速度控制系统的组成及工作原理。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计简单的步进电机速度控制系统的能力。
2. 培养学生运用相关软件工具对步进电机速度控制系统进行仿真与调试的能力。
3. 培养学生通过团队合作，解决实际步进电机速度控制问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机速度控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性。
3. 培养学生具备良好的团队协作精神，学会分享与交流。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作，掌握步进电机速度控制的相关知识。
学生特点：本课程面向高中年级学生，他们对电机控制有一定的基础知识，具备一定的动手能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，强调学生动手操作能力的培养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新能力。
同时，注重团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：介绍步进电机的种类、工作原理、主要性能参数，使学生了解步进电机的特点及应用场景。
教材章节：第一章第一节2. 步进电机速度控制基本概念：讲解步进电机速度控制的方法、原理，引导学生掌握步进电机速度控制的基本知识。
教材章节：第二章第一节3. 步进电机速度控制公式与计算：推导步进电机速度控制的相关公式，通过实例讲解，使学生掌握计算方法。
教材章节：第二章第二节4. 步进电机速度控制系统组成及工作原理：分析步进电机速度控制系统的组成部分，阐述各部分的工作原理及相互关系。
教材章节：第三章第一节5. 步进电机速度控制系统设计与仿真：教授步进电机速度控制系统的设计方法，指导学生运用相关软件进行仿真与调试。
(完整word版)基于plc的步进电机控制课程设计
课程设计任务书分院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名学号设计题目步进电动机的控制内容及要求：1.在步进电机单元完成本课设；2.使用接通延时定时器（TON）完成本次试验；3.进行I/O分配；4.设计I/O接线图；5.完成试验的调试。
进度及安排：1．熟悉步进电机单元（2天）；2. 根据步进电机单元分配I/O接口并进行设计（1天）；3. 按照课程设计要求利用接通延时定时器（TON）设计梯形图，完成设计的要求实现对步进电机的控制（1天）。
4. 编写设计说明书，完成设计书（2天）。
指导教师（签字）：年月日分院院长（签字）：年月日摘要步进电机是一种控制精度极高的电机，一种基于脉冲控制的电气元件在工业上有着广泛的应用。
随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有效结合，可进行模拟量控制，具有远程通信功能等。
论文在简要介绍步进电机的工作原理和控制原则之后,对采用可编程控制器（PLC）对步进电机进行控制的设计方法进行了介绍。
实际应用表明了设计的有效性。
本次课程设计根据传统步进电机控制中的不足和缺点,将PLC直接控制技术运用于步进电机的控制。
该系统解决了传统控制技术中的各部分硬件的设计、选型、接口匹配往往要花费设计者一很大的精力和劳动,接口信号的匹配以及各器件的质量等对整个系统的可靠性影响很大等缺点。
根据PLC控制步进电机的控制特点及其原理,把软件控制和硬件电路互相结合起来,形成整体的控制,有效的克服了它们的缺点而发挥了它们的优势。
本文详细阐述了该系统中PLC(西门子)直接控制步进电机的实现方法、系统的各部件的组成、各部件的连接情况。
本文主要介绍了西门子S7-200在步进电机控制方面的应用。
关键词：步进电机；可编程逻辑控制器（PLC）；西门子S7-200目录1 概述 (1)2 可编程逻辑控制器 (2)2.1 PLC的定义 (2)2.2 PLC的功能 (2)2.3 PLC的特点 (3)2.4 PLC的基本组成 (3)2.5 PLC的工作原理 (4)2.6 S7-200PLC系统的基本组成 (5)3 硬件设计 (7)3.1 控制要求 (7)3.2 可编程序控制器的控制系统设计 (7)3.2.1 PLC控制系统的设计原则 (7)3.2.2 PLC控制系统的设计内容及步骤 (7)3.2.3 接通延时定时器（TON） (8)3.3 选择PLC型号 (9)3.3.1 I/O点数的估计 (9)3.3.2 用户存储器容量的估算 (10)3.3.3 CPU功能与结构的选择 (10)3.3.4 机型选择 (10)3.4 系统设计流程示意图 (11)3.5 I/O分配表 (12)3.6 I/O接线 (12)4 软件设计 (13)4.1 程序设计的主要内容 (13)4.2 程序设计的步骤 (13)4.3 设计梯形图 (14)4.3.1 梯形图编程语言概述 (14)4.3.2 梯形图指令程序 (15)4.4 设计语句表 (16)5 调试 (18)6 结束语 (19)参考文献 (20)1 概述可编程逻辑控制器（PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
步进电机控制课程设计
步进电机控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的原理与结构，掌握其工作方式；2. 使学生掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的设计与控制算法；3. 引导学生了解步进电机在自动化设备中的应用。
技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识进行步进电机的选型与安装；2. 培养学生具备编写步进电机控制程序的能力，实现电机的精确控制；3. 提高学生动手实践能力，能够独立完成步进电机控制系统的搭建与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对步进电机控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，能够在小组合作中发挥个人优势；3. 引导学生认识到步进电机控制技术在工业自动化中的重要性，树立科技创新意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程，针对高年级学生，他们在前期已经掌握了电子技术基础知识，具备一定的实践能力。
本课程旨在进一步提高学生的实际操作能力，培养他们解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实际应用相结合，具备步进电机控制系统的设计与实施能力，为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构：- 步进电机的工作原理- 步进电机的分类及结构特点- 步进电机的性能参数2. 步进电机控制系统基础：- 驱动电路设计与原理- 控制算法原理及应用- 步进电机与控制器接口技术3. 步进电机控制程序编写：- 控制程序设计流程- 编程语言及开发环境选择- 步进电机控制程序实例4. 步进电机控制系统实践：- 步进电机选型与安装- 控制系统硬件连接与调试- 控制程序下载与运行5. 步进电机应用案例分析：- 步进电机在自动化设备中的应用案例- 案例分析与讨论- 创新设计与实践教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构学习第二周：步进电机控制系统基础学习第三周：步进电机控制程序编写学习第四周：步进电机控制系统实践操作第五周：步进电机应用案例分析及创新设计教材章节关联：《电子技术与应用》第四章：电机控制技术《自动化控制系统》第三章：步进电机及其控制系统教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲安排和进度，使学生能够循序渐进地掌握步进电机控制相关知识。
步进电机控制-课程设计(精品)
目录一、任务与要求 (3)二、设计方案 (3)三、硬件设计原理 (4)四、软件设计 (7)五、调试 (9)六、收获和体会 (9)七、参考文献 (9)步进电机转速实时控制一、任务与要求步进电机转速实时控制要求控制步进电机正转、反转，以及对步进电机的转速进行实时控制。
1，用8086处理器和可编程并行接口芯片8255组成控制系统，掌握步进电机与8255的接口电路原理；2，理解步进电机正、反转工作原理和转速控制原理3，能编制出步进电机正、反转运行程序（以3种不同速度）；低速正转和高速反转程序，并写出较完整的设计程序二、设计方案根据课题要求，用8086处理器和可编程并行接口芯片8255组成控制系统，控制步进电机正转、反转以及转速控制，步进电机不能直接由8255驱动，而需要用相应的驱动芯片，因此，控制系统直接控制电机驱动即可控制步进电机。
设计流程图如下：三、硬件原理与设计1、 系统硬件子系统的构成：本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V ，其励磁线圈及其励磁顺序如下图及下表所示：2、步进电机工作原理以及与8255接口的关系：3、工作原理：四相步进电机示意图见下左图，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由4组绕组构成当S1连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为N极，远离转子为S极才磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地S1、S4的送电次序，就能控制转子旋转的方向。
例如：若送电的顺序为S1闭合断开S2闭合断开S3闭合断开S4闭合断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转：若送电的顺序为S4闭合断开S3闭合断开S2闭合断开S1闭合断开，周而复始的循环，则电机就逆时针旋转，原理同理。
8255A向步进电机发出的控制脉冲4、8255工作方式选择：8255有三个数据端口（A口、B口、C口），8255有三种基本的工作方式，分别为：方式一（基本输入/输出方式），方式二（选通输入/输出方式），方式三（双向总线I/O方式）。
相步进电机控制系统的设计课程设计说明Word
课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化0902班指导教师：工作单位：自动化学院题目: 三相步进电机控制系统的设计初始条件：设计一个三相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：用K0-K2做为通电方式选择键，K0为三相单三拍，K1为三相双三拍，K2为三相六拍；K3为启动/停止控制；K4方向控制（正反转）；K5速度控制（快慢两档）；用4位LED数码管显示工作步数。
用3个发光二极管显示状态：正转时红灯亮，反转时黄灯亮，不转时绿灯亮。
要求完成的主要任务:1．硬件设计：系统总原理图及各部分详细原理图2．软件设计：系统总体流程图、步进电机单三拍，双三拍，三相六拍各模块流程图、显示模块流程图等3．编写程序：能够完成上述任务4．完成符合要求的设计说明书。
时间安排：2012年6月25日~2010年7月4日指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 (3)1 设计任务和要求 (4)1.1设计任务 (4)1.2任务要求 (4)2 设计方案的比较及选择 (5)2.1 电机驱动选择方案 (5)2.2 LED显示选择方案 (5)2.3 按键状态的读取 (5)3 控制系统的工作原理 (5)3.1 步进电机控制工作原理 (5)3.2 系统设计思路 (7)3.3 系统的整体框图 (7)4 系统的硬件设计 (8)4.1 总体设计 (8)4.2 步进电机控制电路 (9)4.3 显示电路 (10)5系统软件设计 (11)5.1 总体设计 (11)5.2 关键模块设计 (14)6 系统仿真结果 (17)6.1 相步进电机三种工作方式 (17)6.2 相步进电机启动和停止 (19)6.3 三相步进电机的正转和反转 (20)6.4 三相步进电机速度控制 (21)心得体会 (22)参考文献 (23)附录1：总电路图 (24)附录1：源程序 (25)本次计算机控制技术课程设计的题目是：三相步进电机控制系统的设计。
本次课程设计使用80c51单片机作为主控芯片，利用ULN2003A集成电路作为三相步进电机的驱动电路，采用单极性驱动方式，使三相步进电机能在（1）三相单三拍，（2）三相双三拍，（3）三相六拍三种工作方式下正常工作；能实现的功能有:启动/停止控制、方向控制；速度控制（快慢两档）；用4位LED数码管显示工作步数。
微机原理及接口技术课程设计(步进电机)
三、硬件系统的基本原理：
1、系统硬件子系统的构成：
本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励磁顺序如下图及下表所示：
1
2
3
4
5
6
7
8
5
+
+
+
+
+
+
+
+
4
-
-
3
-
-
-
2
-
-
-
1
-
-
-பைடு நூலகம்
2、步进电机控制原理：
接线图：
B4区8255的PC0、PC1、PC2、PC3分别接E1区步进电机的A、B、C、D；
DEC BX
DECDX
JZ M1
LOOPA5
JMPM2
M2:MOV BX,OFFSET TAB
MOVAX,0007H
步进电机的控制课程设计说明书
课程设计说明书课题名称：步进电机的控制学院：机械工程学院专业：车辆工程(1班）组员：指导老师：赵骆伟日期： 2010年7月9日目录1．课程设计任务书 (1)2．说明书正文 (2)2.1 前言 (2)2.2 现状 (3)2.3 任务分析与方案设计 (3)2.4 系统设计与开发 (4)2.5 元器件清单及参数选择 (6)2.6 软硬件调试 (6)3. 心得体会 (6)4. 参考文献 (7)5. 附录 (7)1.课程设计任务书1.1任务要求在Dais实验台基础上设计并调试一个外接口电路，能够实现步进电机转速与正反转控制，编程并调试完成整个开发系统，分别由4位同学合作完成。
1.2主要技术要求（1）采用编程的方法实现四相八拍环形分配运行方式，改变激励脉冲频率的大小来实现调制。
（2）正反转控制采用变换步进电机的其中两相相序来实现。
1.3主要完成任务（1）查找相关资料，确定课程设计方案；（2）微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试；（3）用Protel2004绘制微机最小系统配置原理图；（4）用Protel2004绘制相关项目的接口原理图；（5) 编写有关项目的程序，并进行调试；（6) 按照相关项目内容要求，上机进行联调；（7）编写课程设计报告。
1.4成果提交（1）课程设计说明书一本。
（电子文档和打印稿各一份）要求：内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算精确。
所附电路图布局合理，清晰完备，图形和符号要规范。
（2）所用元器件清单。
（3）电路实体一套。
要求：该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。
1.5时间安排6月28日～ 7月9日地点：机械工程学院微机原理实验室(教2-北428,424)和学院机房(328)。
6月28日上午，分组及分配课程设计任务。
下午，查找相关资料，初拟总体方案。
6月29日讨论确定总方案，上机熟悉Protel2004软件。
6月30日～ 7月2日完成微机最小系统配置原理图、相关项目接口电路原理图及各项目接口；借领工具，分发参考资料、PCB板及相关元器件。
步进电机课设模板
第一章序言步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。
步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。
步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。
当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。
因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。
每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角，称为一步。
根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供给连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。
步进电机每转一周的步数相同，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。
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，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高，步进电动机可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点[1]。
本设计通过ATMEL89C52单片机对步进电机进行控制,主要介绍了步进电机控制器、驱动电路和开关电路的设计,实现了步进电机的控制。
具有以下功能：1、按下不同的键，分别使步进电机实现顺时针和逆时针旋转；2、电机运转状态可以是正反转，加速减速，不同速度的各种组合。
该系统具有成本低、控制方便的特点。
第二章课程设计的内容和要求2.1课题主要研究内容和要求本设计所选的步进电机是四相五线步进电机，采用的方法是利用单片机控制步进电机的驱动。
当步进驱动器接收到单片机给它的一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
因此可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机控制器课程设计
步进电机控制器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进电机控制器的基本原理、工作方式和应用场景。
通过本课程的学习，学生应能理解步进电机的运行原理，熟练掌握步进电机控制器的使用方法，并能够运用所学知识解决实际问题。
具体来说，知识目标包括：1.了解步进电机的基本原理和工作方式。
2.掌握步进电机控制器的功能和性能指标。
3.熟悉步进电机控制器在各种应用场景中的使用方法。
技能目标包括：1.能够正确安装和调试步进电机控制器。
2.能够编写简单的步进电机控制程序。
3.能够对步进电机控制器的运行状态进行监测和故障排查。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对先进制造技术的兴趣和认识，增强学生的创新意识。
2.培养学生团队合作精神和动手实践能力。
3.培养学生对工程伦理和职业素养的重视。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的基本原理和工作方式：包括步进电机的结构、原理、特性等。
2.步进电机控制器的功能和性能指标：包括控制器的硬件组成、软件设置、接口协议等。
3.步进电机控制器的应用场景：包括步进电机在工业自动化、机器人、数控机床等领域的应用。
4.步进电机控制器的安装和调试：包括控制器的硬件连接、参数设置、故障排查等。
5.步进电机控制程序的编写：包括控制算法、程序结构、调试与优化等。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法进行教学，包括：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生了解步进电机控制器的基本原理和功能。
2.讨论法：通过小组讨论和问答，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生更好地理解步进电机控制器的应用场景。
4.实验法：通过动手实践，使学生掌握步进电机控制器的安装、调试和编程技巧。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本与步进电机控制器相关的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供一些与步进电机控制器相关的参考书籍，供学生深入研究。
步进电机控制的课程设计
步进电机控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和分类，掌握其工作方式及相关参数。
2. 学生能掌握步进电机控制的基础知识，包括驱动电路的原理和编程控制方法。
3. 学生能了解步进电机在不同应用场景中的选型和使用要点。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的步进电机控制电路，并进行调试。
2. 学生能编写简单的步进电机控制程序，实现电机的精确运动控制。
3. 学生能通过团队合作，解决实际工程问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对步进电机控制产生兴趣，激发学习动力，培养自主学习能力。
2. 学生通过课程学习，认识到科技进步对生活的改变，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养良好的团队精神和职业素养。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程以实用性为导向，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习，为学生后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 步进电机原理及分类：介绍步进电机的结构、工作原理、特点及分类，对应教材第3章。
- 磁阻式步进电机- 永磁式步进电机- 混合式步进电机2. 步进电机驱动电路：讲解步进电机驱动电路的原理、分类及设计方法，对应教材第4章。
- 驱动电路的原理- 驱动电路的分类- 驱动电路的设计方法3. 步进电机编程控制：介绍步进电机的编程控制方法，包括脉冲信号生成、运动控制算法等，对应教材第5章。
- 脉冲信号生成- 运动控制算法- 编程实践案例4. 步进电机应用与选型：分析不同场景下步进电机的应用和选型要点，对应教材第6章。
- 常见应用场景- 步进电机选型要点- 实际应用案例5. 实践环节：安排步进电机控制电路设计、编程控制及调试，对应教材第7章。
- 控制电路设计- 编程与调试- 团队合作实践教学内容按照以上大纲进行安排和进度规划，确保学生能够系统、全面地掌握步进电机控制相关知识，为实际应用奠定基础。
步进电机控制系统--课程设计
计算机与信息科学系课程设计报告课程名称：微型计算机控制技术设计题目：步进电机控制系统目录1.系统概述 11.1步进电机控制工作原理 11.2系统设计思路 12.系统硬件设计 2 2.1总体设计 2 2.2步进电机控制电路 32.3显示电路 43.系统软件设计 5 3.1总体设计 53.2 关键模块设计 104.结束语10 4.1设计感想 14 4.2个人分工情况 15 参考文献15 附录151.系统概述1.1步进电机控制工作原理步进电机实际上是一个数字\角度转换器，也是一个串行的数\模转换器。
步进电机的基本控制包括启停控制、转向控制、速度控制、换向控制4 个方面。
从结构上看 ,步进电机分为三相、四相、五相等类型 ,常用的则以三相为主。
三相步进电机的工作方式有三相单三拍、三相双三拍和三相六拍3 种 ,下面具体加以阐述。
1.1.1步进电机的启停控制步进电机由于其电气特性,运转时会有步进感 ,即振动感。
为了使电机转动平滑 ,减小振动 ,可在步进电机控制脉冲的上升沿和下降沿采用细分的梯形波 ,可以减小步进电机的步进角 ,提高电机运行的平稳性。
在步进电机停转时 ,为了防止因惯性而使电机轴产生顺滑 ,则需采用合适的锁定波形 ,产生锁定磁力矩 ,锁定步进电机的转轴 ,使步进电机的转轴不能自由转动。
1.1.2步进电机的转向控制如果给定工作方式正序换相通电 ,步进电机正转。
若步进电机的励磁方式为三相六拍 ,即 A-AB-B-BC-C-CA。
如果按反序通电换相 ,即则电机就反转。
其他方式情况类似。
1.1.3步进电机的速度控制如果给步进电机发一个控制脉冲 ,它就转一步 ,再发一个脉冲 ,它会再转一步。
2 个脉冲的间隔越短 ,步进电机就转得越快。
调整送给步进电机的脉冲频率 ,就可以对步进电机进行调速。
1.1.4步进电机的换向控制步进电机换向时 ,一定要在电机减速停止或降到突跳频率范围之内再换向 ,以免产生较大的冲击而损坏电机。
实时控制系统的步进电机速度控制器设计
湖北汽车工业学院科技学院 KT1023-3 ONION实时控制系统的步进电机速度控制器设计设计内容与要求：利用TPC-H通用微机接口实验箱设计一个实时控制系统的步进电机速度控制器。
步进电机为四相，步距角为180/步，以单四拍方式运行。
要求采用定时中断的方法控制步进电机的速度，转速在1～60r/min之间连续可调，具有正反转控制功能。
程序如下：DA TA SEGMENTBUFF DW 0H,0BB8H,05DCH,3E8H,2EEH,258H,1F4H,1ACH,177H,14DH,12CH DW 110H,0FAH,0E6H,0D6H,0C8H,0BBH,0B0H,0A6H,9DH,96HDW 8EH,88H,82H,7DH,78H,73H,6FH,6BH,67H,64HDW 60H,5DH,5AH,58H,55H,53H,51H,4EH,4CH,4BHDW 49H,47H,45H,44H,42H,41H,3FH,3EH,3DH,3CHDW 3AH,39H,38H,37H,36H,35H,34H,33H,32H,32HBUF DW 1HBUF2 DB 0DA TA ENDSSTAK SEGMENTSTA0 DB 128 DUP(?)STAK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DA TA,SS:STAKSTART:MOV AX,DATA;MOV DS,AX;8255初始化MOV DX,240BH ;288H~28FHMOV AL,10001011B ; A口输出，C口输入OUT DX,AL;PA0-PA3控制电机的ABCD;PC7正反转，PC6脉冲，PC5-PC0共6个控时间;8253初始化;计数器0MOV DX,2403H; 280H~287HMOV AL,00110110B;方式3OUT DX,ALMOV DX,2400HMOV AX,1000OUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV BUF2,33H ;A口输出初始值MOV BX,OFFSET BUFFMOV SI,0;计数器1 方式0NEXT:MOV AX,BUFAND AX,3FHMOV SI,AXSAL SI,1MOV AX,[BX+SI]MOV BUF,AXMOV DX,2403H ; 280H~287HMOV AL,01110000BOUT DX,ALMOV DX,2401HMOV AX,BUFOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALL0:MOV DX,240AHIN AL,DXTEST AL,40HJNZ L1JMP L0L1: TEST AL,80HJNZ ZZ;FZ:AND AL,3FHCBWMOV BUF,AXMOV AL,BUF2ROR AL,1 ;<-,PA3~PA0接A~DMOV BUF2,ALJMP SCZZZ:AND AL,3FHCBWMOV BUF,AXMOV AL,BUF2ROL AL,1 ;->,PA3~PA0接A~DMOV BUF2,ALSCZ: MOV DX,2408H;MOV AL,BUF2OUT DX,AL ;A口最终的输出值;有按键就退出MOV AH,0BHINT 21HCMP AL,0FFHJZ EXITMOV AX,BUFCMP AL,1 ;最低速1r/minJB L3CMP AL,60 ;最高速60r/minJA L4JMP NEXTL3:MOV AX,1MOV BUF,AX;CALL ASCIJMP NEXTL4:MOV AX,60MOV BUF,AX;CALL ASCIJMP NEXT;退出EXIT:MOV AX,4C00HINT 21HCODE ENDSEND START。
【精品】步进电机转速实时控制课程设计1
微机原理课程设计报告题目步进电机转速实时控制学院专业学生姓名学号年级指导教师职称二〇年月步进电机转速实时控制摘要：本设计采用电压为DC12V的四相八拍35BYJ46型步进电机，以8255A作为8086并行输出接口，并通过编写汇编语言控制8255A的A口，进而控制步进电机转速状态。
通过输入预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。
转向可以通过查表来实现，以逐次递增方向查表，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转。
转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。
关键词：步进电机;8255A;控制目录第1章绪论.................................................. 错误!未指定书签。
1.1研究背景............................................. 错误!未指定书签。
1.2选题的目的和意义..................................... 错误!未指定书签。
1.3本课程设计的主要内容................................. 错误!未指定书签。
第2章步进电机转速实时控制.................................. 错误!未指定书签。
2.1设计方案............................................. 错误!未指定书签。
2.2硬件系统基本原理..................................... 错误!未指定书签。
2.2.1步进电机35BYJ46 ................................ 错误!未指定书签。
2.2.2可编程并行接口芯片8255A ........................ 错误!未指定书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微机原理课程设计报告题目步进电机转速实时控制学院专业学生姓名学号年级指导教师职称二〇年月步进电机转速实时控制摘要：本设计采用电压为DC12V的四相八拍35BYJ46型步进电机，以8255A作为8086并行输出接口，并通过编写汇编语言控制8255A的A口，进而控制步进电机转速状态。
通过输入预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。
转向可以通过查表来实现，以逐次递增方向查表，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转。
转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。
关键词：步进电机;8255A;控制目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (1)1.3 本课程设计的主要内容 (2)第2章步进电机转速实时控制 (3)2.1 设计方案 (3)2.2 硬件系统基本原理 (3)2.2.1 步进电机35BYJ46 (3)2.2.2 可编程并行接口芯片8255A (6)2.3 系统软件 (8)2.3.1 软件框图 (8)2.3.2 程序代码 (10)第3章结束语 (15)参考文献 (17)第1章绪论1.1 研究背景在普通旋转电机的基础上产生的各种控制电机与普通电机本质上并没有差别，只是着重点不同。
普通旋转电机主要是进行能量变换，要求有较高的力能指标，而控制电机主要是对控制信号进行传递和变换,要求有反应快、精度高、运行可靠等控制性能。
控制电机因其各种特殊的控制性能而常在自动控制系统中作为执行元件、检测元件和解算元件。
步进电机就是一种应用非常广泛的控制电机。
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。
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。
当电机连续不断地收到脉冲信号，电机就一步一步地转动，这就是步进电机名称的由来。
这一线性关系的存在，加上输入的脉冲与其位移量有严格的对应关系,不会产生步距脚累积误差的特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变化非常简单。
如各种数控机床、自动绘图仪、机器人等。
[1]步进电动机经过几十年的发展，已成为除直流电动机和交流电动机以外的应用最广泛的第三类电动机。
在开环高分辨率的定位系统中，至今还没有发现更合适取代它的产品，特别是在一些功率相当小的系统中，步进电机更具有无可替代的主流地位。
预计未来步进电机的研究还会持续深入下去，研究方向之一是电机与驱动的一体化，使步进电机体积更小巧、性能更优越，性价比更高，在大量的民用设备中批量化使用，如家庭机器人、民用智能化设备等；研究方向之二是在功率或机座号相对较大的步进电动机中，与属于BIDCM(稀土永磁无刷直流电机)的交流伺服电动机系统会合，具体来说可能会借鉴交流伺服系统的控制技术，但保留了部分步进电动机的特点，形成一种新的“步进伺服电动机”或“伺服步进电动机”，在克服低频振荡、高频过载能力小、快速性不足和效率低等方面取得突破性进展，从而在现代军事、精密机械加工、航空航天等领域的应用越来越深入。
[2]1.2 选题的目的和意义步进电机已被广泛地应用并且其应用前景十分乐观，因此学习和掌握步进电机是非常必要的。
但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此通过运用所学的专业知识，掌握四相步进电机接口电路原理和步进电机正、反转工作原理以及转速控制原理，设计出相应硬件电路和软件实现对四相步进电机的实时控制，达到加深对所学知识的理解和掌握，运用所学的理论和方法进行实践、解决问题和认识步进电机、简单控制步进电机的目的。
1.3 本课程设计的主要内容1）阐述步进电机与8255A的接口电路原理。
2）编写出使步进电机低速正、反转和高速正、反转以及显示转速状态的程序。
3）在实验箱上调试程序，达到所设计的结果。
第2章步进电机转速实时控制2.1 设计方案本设计采用电压为DC12V的四相八拍步进电机35BYJ46型电机，用ULN2003作为步进电动机驱动电路主芯片，以8255A作为8086并行输出接口，8086对步进电机的控制信号则通过8255A送到ULN2003。
通过输入预先设定好的转速状态对应值，即可控制电机的转速状态。
转向与转速，通过查表的方式实现，以逐次递增方向查表，依次输出表中数据，则步进电机正转；以逐次递减方向查表，则步进电机反转，即通过一个表实现步进电机的正转与反转。
转速则通过调用延时子程序，当调用延时较长的子程序时，则步进电机转速慢，当调用延时较短的子程序时，步进电机转速加快。
2.2 硬件系统基本原理2.2.1 步进电机35BYJ461）四相步进电机励磁线圈及其励磁顺序本设计采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励磁顺序如图2-1和表2-1所示：135图2-1励磁线圈表2-1励磁顺序2）四相步进电机驱动原理四相步进电机示意图见图2-2，电气连接图见图2-3，转子由一个永久磁铁构成，定子分别由四组绕组构成。
Φ2Φ3Φ4CC C图 2-2 电机定子和转子示意图+12VΦ1Φ2Φ3S1S2S3图 2-3 电气连接示意图当S1连通电源后，定子磁场将产生一个靠近转子为N 极，远离转子为S 极的磁场，这样的定子磁场和转子的固有磁场发生作用，转子就会转动，正确地S1、S4的送电次序，就能控制转子旋转的方向。
例如：若送电的顺序为S1闭合→断开→S2闭合→断开→S3闭合→断开S4→闭合→断开，周而复始的循环，在定子和转子共同作用下，电机就瞬时针旋转如图2-4。
1Φ2图2-4 电机旋转模型若送电的顺序为S4闭合→断开→S3闭合→断开→S2闭合→断开→S1闭合→断开，周复始的循环，则电机就逆时针旋转。
也可以通过给定子依次发脉冲的方式来驱动电机，如图2-5所示，依次给定子1，定子2，定子3，定子4发送脉冲，这样循环下去电机就会顺时针旋转。
1234D0位D1位D2位D3位图2-5 8255A 发出脉冲驱动电机（3）步进电机与8255A 接口关系PA0PA1PA2PA3驱动电路步进电机54321M2T图 2-6 步进电机与8255A 接口引脚图2.2.2 可编程并行接口芯片8255A1）8255A简介[3]Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。
它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。
8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。
8255A是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的I/O口，包括3组8位的I/O 为PA口、PB口、PC口，又可分为2组12位的I/O口：A组包括A口及C口高4位，B组包括B口及C组的低4位。
系统总线图 2-7 8255引脚图2）8255A工作方式8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种：方式0：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的 I/O方式。
其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。
方式1：选通I/O，此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0。
方式2：双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。
3）8255A 的工作方式控制字和C 口按位置位/复位控制字格式1××××D7D6D5D4D3D2D1D0标志位×××端口A 的工作方式00=方式001=方式11× =方式2PC0-31=输入0=输出PB 1=输入0=输出端口B 工作方式00=方式001=方式1PC0-71=输入0=输出PA1=输入0=输出图2-8 8255A 工作方式控制字D7D6D5D4D3D2D1D0志位0 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7置位复位图2-9 8255A C 口按位置位/复位控制字4）8255A 的端口地址编码8255A 中的读写控制逻辑电路完成三个数据端口和一个控制端口的译码，管理数据信息、控制字和状态字的传送，接受来自CPU 地址总线的A 1、A 0和有关控制信号，向8255A 的A 、B 组控制部件发送命令。
它的A 口、B 口、C 口和控制口的编码如下表。
表 2-1 8255A 端口地址编码2.3 系统软件2.3.1 软件框图[4]图 2-10 主程序方框图转速的实现图 2-11 转速子程序方框图延时子程序图 2-12 延时子程序方框图2.3.2 程序代码DATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09HTEXT DB 45H,6EH,74H,65H,72H,32H,61H,32H,73H,70H,65H,65H,64H,3AH SPEED1 DB 46H,6FH,72H,77H,61H,72H,64H,32H,53H,6CH,6FH,77HSPEED2 DB 46H,6FH,72H,77H,61H,72H,64H,32H,46h,61H,73H,74HSPEED3 DB 52H,65H,76H,65H,72H,73H,65H,32H,53H,6CH,6FH,77HSPEED4 DB 52H,65H,76H,65H,72H,73H,65H,32H,46H,61H,73H,74HSPEED0 DB 00HDATA ENDSSTACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS: CODE,DS: DATA,SS: STACKSTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,80HOUT 63H,ALA0: MOV DX,00FFH ；提示输入控制电机转速状态对应值MOV CX,SPEED1-TEXTB0: MOV AH,01HMOV BX,OFFSET TEXTMOV AL ,[BX]INT 10HINC BXLOOP B0MOV AH,00HINT 16HSUB AL,30HDEC ALJZ X1DEC ALJZ X2DEC ALJZ X3DEC ALJZ X4JMP EXITX1: MOV CX,SPEED2-SPEED1 ；转速1：低速正转A1: MOV AH,01HMOV BX,OFFSET SPEED1MOV AL,[BX]INT 10HINC BXLOOP A1B1: MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,08HC1: MOV AL,[BX]OUT 60H,ALCALL DALAY0INC BXDEC DXJZ A0LOOP C1JMP B1X2: MOV CX,SPEED3-SPEED2 ；转速2：高速正转A2: MOV AH,01HMOV BX,OFFSET SPEED2MOV AL,[BX]INT 10HINC BXLOOP A2B2: MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,08HC2: MOV AL,[BX]OUT 60H,ALCALL DALAY1INC BXDEC DXJZ A0LOOP C2JMP B2X3: MOV CX,SPEED4-SPEED3 ；转速3：低速反转A3: MOV AH,01HMOV BX,OFFSET SPEED1MOV AL,[BX]INT 10HINC BXLOOP A3B3: MOV BX,OFFSET TABLEADD BX,0007HMOV CX,08HC3: MOV AL,[BX]OUT 60H,ALCALL DALAY0DEC BXDEC DXJZ JFLOOP C3JMP B3X4: MOV CX,SPEED0-SPEED4 ；转速4：高速反转A4: MOV AH,01HMOV BX,OFFSET SPEED4MOV AL,[BX]INT 10HINC BXLOOP A4B4: MOV BX,OFFSET TABLEADD BX,0007HMOV CX,08HC4: MOV AL,[BX]OUT 60H,ALCALL DALAY1DEC BXDEC DXJZ JFLOOP C4JMP B4JF: JMP FAR PTR A0DALAY0 PROC ；延时子程序，慢速PUSH CXMOV CX,0FFFHA5: PUSH AXPOP AXLOOP A5POP CXRETDALAY0 ENDPDALAY1 PROC ；延时子程序，快速PUSH CXMOV CX,00FFHA6: PUSH AXPOP AXLOOP A6POP CXRETDALAY1 ENDPEXIT:CODE ENDEND START第3章结束语这是我第一次做课程设计，刚开始觉得简单，认为和平时的实验课没什么区别，最多就是一个要求较多的实验而已。