步进电机驱动与控制实验
步进电机实验报告
步进电机实验报告
实验目的：
掌握步进电机的工作原理以及驱动方式，通过实验观察步进电机的运动特性和控制方式。
实验材料：
1. 步进电机
2. 步进电机驱动器
3. 控制器（如Arduino）
4. 电源
5. 连接线
实验步骤：
1. 将步进电机与步进电机驱动器进行连接，按照正确的接线顺序进行连接。
2. 将步进电机驱动器连接到控制器。
3. 连接电源，设置合适的电压和电流。
4. 编写控制程序，实现不同的步进电机控制方式，如全步进、半步进等。
5. 运行控制程序，观察步进电机的运动情况。
实验结果：
在不同的步进电机控制方式下，步进电机的运动情况各有不同。
在全步进模式下，步进电机每次转动一个固定角度；在半步进模式下，步进电机每次转动半个固定角度。
通过控制程序可以灵活控制步进电机的运动方式和速度。
实验讨论：
步进电机是一种精密控制设备，广泛应用于机械设备中。
在实际应用中，可以根据实际需求选择合适的步进电机控制方式，并通过调整控制程序中的参数来实现精确的运动控制。
结论：
通过本次实验，我们掌握了步进电机的工作原理、驱动方式以及控制方法，进一步加深了对步进电机的理论和实践认识。
实验步进电机控制实验
实验步进电机控制实验一、实验目的掌握步进电机的工作原理和控制方法二、实验设备1、EL-MUT-III型单片机实验箱2、8051CPU模块3、电机综合模块三、实验内容单片机通过244设置步进电机运行的步数和方向，并显示在数码管上，同时驱动电机按照设定的步数和方向转动，同时在数码管上显示电机的实际转动步数。
四、实验原理步进电机工作原理见模块说明书，控制电路如下图：五、实验步骤1、实验连线：P1口的P1.0---P1.3分别接模块上的A、B、C、D。
CS244接CS0,244的输入IN0--IN7接平推开关KK1--KK8的输入K1--K8。
P1.7接单脉冲输出P-。
2、运行Keil C运行环境，打开Step4文件夹下的Step4.uv2，检查工程的Debug 参数设置是否正确，然后全速运行，数码管的左两位显示设定的步数（16进制），可以通过改变平推开关kk1—kk7的状态设定不同的运行步数，改变kk8的状态可改变电机的转动方向，在数码管上当数值位的小数点位点亮时，表示为逆时针方向，否则为顺时针方向。
完成设置后，按动单脉冲开关Pules，电机按照设定的方向和步数开始转动，同时在数码管的右侧显示电机的转动步数，当达到设定值时，电机停止转动。
3、观察步进电机的运动与设定值是否一致。
六、实验结果输入运行步数N，电机运行N步后停止，且方向与设定方向一致。
七、程序框图实验直流电机调压调速实验一、实验目的掌握直流电机测速和调速的工作原理二、实验设备1、EL-MUT-III型单片机实验箱2、8051CPU模块3、电机综合模块三、实验内容电机每转一周，SIGNAL端产生一如图所示的脉冲,通过用INT0检测该脉冲的高电平，并从P10输出输出一8253的GATA信号来控制8253计数器的启停。
通过8253的计数值计算转速，转速值经主机箱RS232串口送至PC机，在PC机上进行PID计算，计算结果通过串口送给CPU，经D/A转换成电压，控制电机转速。
步进电控制实验报告
一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及其应用领域。
2. 掌握单片机控制步进电机的技术方法。
3. 熟悉步进电机的驱动电路设计。
4. 通过实验验证步进电机控制系统的性能。
二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的电机，具有精度高、响应快、控制简单等优点。
其工作原理是：当输入一定频率的脉冲信号时，步进电机按照一定的步距角转动。
步进电机的步距角与线圈匝数、绕组方式有关。
本实验采用单片机控制步进电机，通过编写程序实现步进电机的正转、反转、停止、转速调节等功能。
三、实验设备1. 单片机实验平台：包括51单片机、电源、按键、数码管等。
2. 步进电机驱动模块：用于驱动步进电机，包括驱动电路和步进电机本体。
3. 实验指导书。
四、实验步骤1. 搭建实验电路（1）连接单片机实验平台，包括电源、按键、数码管等。
（2）连接步进电机驱动模块，包括电源、控制线、步进电机本体等。
（3）检查电路连接是否正确，确保无误。
2. 编写控制程序（1）初始化单片机相关端口，包括P1口、定时器等。
（2）编写步进电机控制函数，包括正转、反转、停止、转速调节等功能。
（3）编写主函数，根据按键输入实现步进电机的控制。
3. 下载程序（1）将编写好的程序下载到单片机实验平台。
（2）检查程序是否下载成功。
4. 测试实验（1）观察数码管显示的转速挡次和转动方向。
（2）通过按键控制步进电机的正转、反转、停止和转速调节。
（3）观察步进电机的转动情况，验证控制程序的正确性。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）通过按键控制步进电机的正转、反转、停止和转速调节。
（2）数码管显示转速挡次和转动方向。
（3）步进电机按照设定的方向和转速转动。
2. 实验分析（1）通过实验验证了单片机控制步进电机的可行性。
（2）实验结果表明，控制程序能够实现步进电机的正转、反转、停止和转速调节等功能。
（3）实验过程中，需要对步进电机驱动模块进行合理设计，以确保步进电机的稳定运行。
步进电机控制实训报告
一、实训背景随着科技的飞速发展，步进电机在工业自动化、精密定位、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
为了深入了解步进电机的原理和应用，提高自身的动手实践能力，我们进行了步进电机控制实训。
二、实训目标1. 理解步进电机的原理和工作方式。
2. 掌握步进电机的驱动方法和控制方法。
3. 学会使用单片机对步进电机进行编程和控制。
4. 提高团队协作能力和问题解决能力。
三、实训内容1. 步进电机原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的执行元件。
其特点是响应速度快、定位精度高、控制简单。
步进电机每输入一个脉冲信号，就转动一个固定的角度，称为步距角。
步距角的大小取决于电机的结构，常见的步距角有1.8度、0.9度等。
2. 步进电机驱动步进电机的驱动通常采用步进电机驱动器。
驱动器将单片机输出的脉冲信号转换为驱动步进电机的电流信号，实现对步进电机的控制。
常见的驱动器有L298、A4988等。
3. 单片机控制本实训采用AT89C51单片机作为控制核心。
通过编写程序，控制单片机输出脉冲信号，实现对步进电机的正转、反转、停止、速度等控制。
4. 实训步骤（1）搭建步进电机驱动电路，连接单片机、步进电机、按键等外围设备。
（2）编写程序，实现以下功能：- 正转、反转控制；- 速度控制；- 停止控制；- 按键控制。
（3）使用Proteus仿真软件进行程序调试，验证程序的正确性。
（4）将程序烧录到单片机中，进行实际硬件测试。
四、实训结果与分析1. 正转、反转控制通过编写程序，实现了对步进电机的正转和反转控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机按照设定的方向转动。
2. 速度控制通过调整脉冲信号的频率，实现了对步进电机转速的控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机的转速随脉冲频率的变化而变化。
3. 停止控制通过编写程序，实现了对步进电机的停止控制。
在Proteus仿真软件中，可以观察到步进电机在停止信号后立即停止转动。
实验五 步进电机驱动实验
实验五 步进电机驱动实验一、实验目的1．学习步进电机工作原理。
2．学习步进电机与单片机的接口电路设计和编程。
二、实验设备1．USB 线2．单片机最小系统系统教学实验模块 3．步进电机实验模块 三、实验要求1.要求采用4相8拍的工作方式通过按键控制步进电机的正转、反转和停止。
2.用Proteus 仿真软件画出实验电路图，将在uVision3 IDE 软件中生成*.hex 下载到Proteus 仿真电路图中的单片机芯片中，观察实验现象。
四、实验原理步进电机可以通过给相应磁极加以脉冲，来对旋转角度和转动速度进行高精度的控制。
采用单片机来进行步进电机的控制，接口电路简单，控制灵活，因此有比较广泛的应用。
1. 步进电机的控制实验装置上采用的步进电机为四相6线制混合型步进电机，电源＋12VDC ，如图8－1所示。
通过单片机口线按顺序给A 、B 、C 、D 绕相组施加有序的脉冲直流，就可以控制电机的转动，从而完成了数字→角度的转换。
转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。
2. 步进电机的驱动电路ULN2003是一个大电流驱动器，为达林顿管阵列电路，可输出500mA 电流，同时起到电路隔离作用，各输出端与COM 间有起保护作用的反相二极管。
步进电机与单片机的接口电路如图5-1所示。
P1.0P1.1P1.2P1.3P3.0P3.1P3.2k1k3k2图5-1 步进电机的驱动电路3. 步进电机的工作方式 四相步进电机的工作方式：单相四拍工作方式：电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为A→B→C→D→A；反转的通电顺序为：A→D→C→B→A；4相8拍工作方式：正转绕组的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA；反转绕组的通电顺序为DA→D→DC→C→CB→B→BA→A。
双4拍的工作方式：正转绕组通电顺序为AB→BC→CD→DA；反转绕组通电顺序为AD→CD→BC→AB。
步进电机控制实验报告
步进电机控制实验报告开课学院及实验室：学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称计算机控制技术成绩实验项目名称步进电机控制实验指导老师一、实验目的1．了解步进电机的工作原理。
2．掌握步进电机的驱动及编程方法。
二、实验原理步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。
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。
通过设定脉冲数来使步进电机转过一定的角度。
步进电机多为永磁感应式，有两相、四相、六相等多种，实验所用电机为四相八拍式。
三、使用仪器、材料1．TPCC-III计算机控制技术实验箱一台。
2. 数字式万用表一个。
3．微型计算机一台（安装“DICE计算机控制实验软件”）。
四、实验步骤本实验使用的AD35-02M型四相八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及励磁顺序如下图3-1。
图3-1 励磁线圈及励磁顺序图3-2 实验接线图表3-1 8255B口输出电平在各步中的情况步骤1：按图3-2接线：步骤2：在汇编程序编辑界面输入程序，将宏汇编程序经过汇编，连接后形成.EXE文件。
打开调试窗口，复位，待出现“Welcome to you!”，装入系统，输入命令“G=2000↙”。
EXP3.ASM汇编程序如下：STACK SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H ;Step of motorDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMAIN: MOV AL,80H ;Initiate 8255 B(OUT)OUT 63H,ALA1: MOV BX,OFFSET TABLEMOV CX,0008H ; Number of stepA2: MOV AL,[BX] ; 8255 outOUT 61H,AL。
步进电机控制实验报告
步进电机控制实验报告一、实验要求利用P0输出脉冲序列，74LS244输入开关量，开关K2-K8控制步进电机转换(分6挡)，K0、K1控制步进电机转向。
必须要K2-K8中一开关和K0、K1中一开关同时为‘1’时步进电机才启动，其他情况步进电机不工作。
步进电机驱动原理是通过对它每线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路又脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
微电脑控制步进电机最合适。
二、试验目的1、了解步进电机控制的基本原理。
2、掌握控制步进电机转动编程方法。
三、步进电机工作原理步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度，这个角度就称作该步进电机的步距角。
目前常用步进电机的步距角大多为1.8度(俗称一步)或0.9度(俗称半步)。
以步距角为0.9度的进步电机来说，当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机就转过0.9度;给两个脉冲信号，步进电机就转过1.8度。
以此类推，连续给定脉冲信号，步进电机就可以连续运转。
由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。
步进电机的使用至少需要三个方面的配合，一是电脉冲信号发生器，它按照给定的设置重复为步进电机输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器或单片机来完成;二是驱动器(信号放大器)，它除了对电脉冲信号进行放大、驱动步进电机转动以外，还可以通过它改善步进电机的使用性能，事实上它在步进电机系统中起着重要的作用，一般一种步进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器;三是步进电机，它有多种控制原理和型号，现在常用的有反应式、感应子式、混合式等。
步进电机的速度控制是通过输入的脉冲频率快慢实现的。
当发生脉冲的频率减小时，步进电机的速度就下降;当频率增加时，速度就加快。
还可以通过频率的改变而提高步进电机的速度或位置精度。
步进电机驱动器实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生了解步进电机驱动器的基本原理、组成结构和工作方式，掌握步进电机驱动器的调试方法，并通过实际操作提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。
二、实训内容1. 步进电机驱动器基本原理步进电机驱动器是将脉冲信号转换为角位移的执行机构。
它主要由脉冲发生器、驱动电路、电机和反馈系统组成。
当脉冲发生器输出一定频率的脉冲信号时，驱动电路根据脉冲信号控制电机的转动，实现精确的位置控制。
2. 步进电机驱动器组成结构（1）脉冲发生器：产生一定频率和周期的脉冲信号。
（2）驱动电路：将脉冲信号转换为电机驱动所需的电流和电压。
（3）电机：将电能转换为机械能，实现角位移。
（4）反馈系统：实时监测电机的位置和速度，为脉冲发生器提供反馈信号。
3. 步进电机驱动器工作方式步进电机驱动器通过控制脉冲信号的频率和周期，实现电机的精确位置控制。
当脉冲信号频率较高时，电机转速较快；当脉冲信号频率较低时，电机转速较慢。
4. 实训步骤（1）了解步进电机驱动器的基本原理和组成结构。
（2）观察步进电机驱动器的实物，了解各组成部分的功能。
（3）搭建步进电机驱动器实验电路。
（4）调试步进电机驱动器，实现电机的精确位置控制。
（5）分析实验数据，总结实验结果。
三、实训过程1. 观察步进电机驱动器实物通过观察步进电机驱动器实物，了解各组成部分的功能，为后续实验做好准备。
2. 搭建实验电路根据实验要求，搭建步进电机驱动器实验电路。
实验电路主要包括脉冲发生器、驱动电路、电机和反馈系统。
3. 调试步进电机驱动器（1）连接脉冲发生器，输出一定频率和周期的脉冲信号。
（2）调整驱动电路参数，使电机正常转动。
（3）观察电机转动情况，确保电机转动平稳、无异常。
（4）调整反馈系统，使脉冲发生器根据电机实际位置调整脉冲信号。
4. 分析实验数据通过实验数据，分析步进电机驱动器的性能。
主要分析内容包括：（1）电机转速与脉冲信号频率的关系。
（2）电机转速与负载的关系。
步进电机控制试验
实验6 步进电机控制试验一、实验目的1)、了解步进电机的工作原理。
2)、掌握步进电机的驱动及编程方法。
二、实验设备计算机，仿真器，EXP-II实验箱三、实验步骤1、将“步进电机”单元中的拨码开关S4的拨码开关1置“ON”。
2、连接好DSP开发系统，实验箱上电，运行CCS软件3、调入样例程序，运行。
4、观察实验结果，写实验报告5、程序实验操作说明可以看到步进电机先顺时针旋转，然后再逆时针旋转，“数字量输入输出单元”中的LED10-LED13在不停的闪烁。
用“Halt”暂停程序运行，将“delay_f”延时子程序中的i值由1000更改为8000，如下图所示。
该“delay_f”子程序控制步进电机的A、B、C、D相的延迟时间。
“Rebuild All”后，重新加载程序，运行程序。
可以观察到步进电机正转与反转的转速变慢；用“Halt”暂停程序运行，如下图，将“delay_f”循环中的i值还原为1000，将“delay_s”延时子程序中j的值由3000更改为10000，如下图所示。
该“delay_s”子程序控制步进电机的步与步之间的延迟时间。
“Rebuild All”后，重新加载程序，运行程序。
可以观察到步进电机正转与反转的转速变慢，而且步进电机的步进效果较明显。
关闭相关程序窗口，本实验结束。
四、实验说明：步进电机多为永磁感应式，有两相、四相、六相等多种，实验所用的电机为两相四拍式，通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
脉冲信号是有DSP的IO端口(地址8001H)的低四位提供。
位0对应“D”，位1对应“C”，位2对应“B”，位3对应“A”；如下图所示，电机每相电流为0.2A，相电压为5V，两相四拍的通电顺序如下表所示：。
控制步进电机实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解步进电机的工作原理及控制方法。
2. 掌握单片机与步进电机驱动模块的接口连接方法。
3. 学习使用C语言编写程序，实现对步进电机的正反转、转速和定位控制。
4. 通过实验，加深对单片机控制系统的理解。
二、实验原理步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机，其特点是控制精度高、响应速度快、定位准确。
步进电机控制实验主要涉及以下几个方面：1. 步进电机驱动模块：常用的驱动模块有ULN2003、A4988等，它们可以将单片机的数字信号转换为步进电机的控制信号。
2. 单片机：单片机是整个控制系统的核心，负责接收按键输入、处理数据、控制步进电机驱动模块等。
3. 步进电机：步进电机分为单相、双相和三相等类型，本实验使用的是双相四线步进电机。
三、实验设备1. 单片机开发板：例如STC89C52、STM32等。
2. 步进电机驱动模块：例如ULN2003、A4988等。
3. 双相四线步进电机。
4. 按键。
5. 数码管。
6. 电阻、电容等元件。
7. 电源。
四、实验步骤1. 硬件连接（1）将步进电机驱动模块的输入端（IN1、IN2、IN3、IN4）分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口。
（2）将按键的输入端连接到单片机的P3.0口。
（3）将数码管的段选端连接到单片机的P2口。
（4）将步进电机驱动模块的电源端连接到电源。
（5）将步进电机连接到驱动模块的输出端。
2. 编写程序（1）初始化单片机I/O端口，设置P1口为输出端口，P3.0口为输入端口，P2口为输出端口。
（2）编写按键扫描函数，用于读取按键状态。
（3）编写步进电机控制函数，实现正反转、转速和定位控制。
（4）编写主函数，实现以下功能：a. 初始化数码管显示；b. 读取按键状态；c. 根据按键状态调用步进电机控制函数；d. 更新数码管显示。
3. 调试程序（1）将程序烧写到单片机中；（2）打开电源，观察数码管显示和步进电机运行状态；（3）根据需要调整程序，实现不同的控制效果。
步进电机控制实验报告
步进电机控制实验报告步进电机的控制实验报告一、实验目的1. 学习步进电机的工作原理。
2. 了解步进电机的驱动电路。
3. 学会用单片机控制步进电机。
二、实验器件1. TIVA C 系列芯片，电机模块和LCD显示模块。
2. 电脑以及CCS开发软件。
三、实验内容设计一个简单的程序驱动步进电机并控制转速，通过LCD板上的滚轮装置可以调节步进电机的转速。
四、实验原理双极性四线步进电机：一般双极性四线步进电机线序是A B A/ B/, 其中A 与A/是一个线圈，B和B/是一个线圈，一般这种驱动需要的是H桥电路。
H双极性四线步进电机驱动相序：1.单相四拍通电驱动时序正转：A/ B A B/反转：B/ A B A/2.双相通电四拍驱动时序正转：A/B AB AB/ A/B/反转：A/B/ AB/ AB A/B3.半步八拍驱动时序正转：A/ A/B B AB A AB/ B/ A/B/A/B/ B/ AB/ A AB B A/B A/反转：*****驱动芯片：*****为玩具、打印机及其他机电一体化应用提供了一款双通道桥式电机驱动器解决方案。
该器件具有两个H桥驱动器，并能够驱动两个直流(DC)电刷电机、一个双极性步进电机、螺线管或其他电感性负载。
每个H桥的输出驱动器模块由N沟道功率MOSFET组成，这些MOSFET被配置成一个H桥，以驱动电机绕组。
每个H桥都包括用于调节或限制绕组电流的电路。
借助正确的PCB设计，*****的每个H桥能够连续提供高达1.5-ARMS（或DC）的驱动电流（在25℃和采用一个5VVM电源时）。
每个H桥可支持高达2A的峰值电流。
在较低的VM电压条件下，电流供应能力略有下降。
该器件提供了利用一个故障输出引脚实现的内部关断功能，用于：过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热。
另外，还提供了一种低功耗睡眠模式。
*****内置于16引脚HTSSOP封装或采用PowerPAD?的QFN封装（绿色环保：RoHS和无Sb/Br）。
实验六 步进电机控制实验
实验六步进电机控制实验一、实验目的：1.了解步进电机的原理以及控制方法。
2.掌握对步进电机的编程。
二、实验内容：1.编写程序实现步进电机的正反转。
2.编写程序实现对步进电机的单步运行。
三、实验设备：1.ARM教学实验平台。
2. ADS 1.2集成开发环境和ARM仿真器。
3.串口连接线。
四、实验原理：1．步进电机介绍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组件。
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。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
单相步进电动机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。
多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。
使用多相步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电动机各项绕组。
每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。
正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。
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。
2．常用步进电机类型反应式步进电动机（VR）：结构简单，生产成本低，步距角可以做的相当小，但动态性能相对较差。
永磁式步进电动机（PM）：出力大，动态性能好；但步距角一般比较大。
混合步进电动机（HB）：综合了反映式和永磁式两者的优点，步距角小，出力大，动态性能好，是性能较好的一类步进电动机。
3．步进电机参数和指标步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极 N、S 磁场的激磁线圈对数。
步进电机控制实验实验报告及程序
实验九步进电机控制实验姓名专业通信工程学号成绩一、实验目的1.掌握keil C51软件与proteus软件联合仿真调试的方法；2.掌握步进电机的工作原理及控制方法；3.掌握步进电机控制的不同编程方法；二、实验仪器与设备1.微机1台2.keil C51集成开发环境3.Proteus仿真软件三、实验内容1.用Proteus设计一四相六线步进电机控制电路。
要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。
基本参考电路见后面附图。
2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。
正反转时间分别持续10S时间，如此循环。
3.设计一可调速步进电机控制电路。
P3.2~P3.5分别接按键k1~k4，其中k1为正反转控制按键，k2为加速按键，k3为减速按键，k4为启动/停止按键，要求速度7档（1~7）可调，加减速各设3档，复位时位于4档，要求每档速度变化明显。
该步进电机控制电路在以上电路的基础上自行修改。
四、实验原理1.步进电机控制原理：1)步进电机是利用电磁铁的作用原理，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。
每来一个电脉冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段距离。
特点A.来一个脉冲，转一个步距角。
B.控制脉冲频率，可控制电机转速。
C.改变脉冲顺序，可改变转动方向。
2)以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。
三相反应式步进电动机的原理结构图如下，定子内圆周均匀分布着六个磁极，磁极上有励磁绕组，每两个相对的绕组组成一相。
转子有四个齿。
给A相绕组通电时，转子位置如图（a），转子齿偏离定子齿一个角度。
由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动，当转子转到与定子齿对齐位置时(图b)，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。
由此可见：错齿是助使步进电机旋转的根本原因。
3）三相反应式步进电动机的控制原理①三相单三拍：A 相→ B 相→ C 相→ A 相②三相六拍：A→AB →B →BC →C → CA→ A③三相双三拍：AB →BC →CA→AB4）步距角计算公式：θ—步距角 Z r—转子齿数 m —每个通电循环周期的拍数2、ULN2003A：七达林顿阵列ULN2003A是集成达林顿管反相驱动电路，内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动电机、继电器等功率器件。
实验一步进电机控制实验
实验一步进电机控制实验一、实验目的1、掌握步进电机工作原理；2、熟悉对步进电机转向、速度、行程进行控制的方法。
二、实验要求1、通过实验，加深并验证学过的理论知识，掌握实验的基本方法和实验原理；2、正确使用仪器设备；3、认真观察仪器设备的运动方式，独立编写控制程序并进行操作。
4、学生在实验过程中，应学会独立思考，应用所学专业理论知识分析和解决实验中遇到的具体问题；三、实验原理1、步进电机工作原理步进电机按工作原理可分为电磁式、磁阻式、永磁式、混合式四类。
其中混合式步进电机从定子或转子的导磁体来看，它如反应式步进电机，所不同的是它的转子上置有磁钢，反应式转子则无磁钢。
从它的磁路内含有永久磁钢这一点来说，又可以说它是永磁式，但因其结构不同，使其作用原理及性能方面，都与永磁式步进电机有明显区别。
它好像是反应式和永磁式的结合，所以常称为混合式。
混合式步进电机具有驱动电流小，效率高，过载能力强、控制精度高等特点，是目前市面上应用最为广泛的一种步进电机。
左图是两相混合式步进电机的剖面示意图。
定子上有两个等分的磁极，相邻两个磁极间的夹角为90°。
磁极上面装有控制绕组且联成A、B两相，转子上均匀分布两个齿，齿间距为180°。
以A、B表示两相绕组正向电流工作，、表示反向电流工作，可实现：1、两相激励四拍整步运行方式，即AB→ B→→A 或单相激励的四拍运行方式，即A→B→→。
2、八拍半步运行方式，即AB→B→B→→→→A→A。
两相混合式步进电机剖面示意图此外还有1/4步距的运行方式、微步距控制运行方式，这里不一一叙述。
本节以八拍半步运行方式为例，讲述其工作原理，从下图可看出，（a）图为当A、B两相同时正向通电时，转子受到两相转矩的矢量和而转至该位置，(b)图为B相通电瞬间时转子的受力情况，(c)图为A相接反向电流，而B相接正向电流时转子受到两相转矩的矢量和而转到该位置，依此类推，可得出八拍半步运行方式（图中只给出了前三拍运行方式）。
步进电机实验报告(1)
步进电机控制实验一、实验目的步进电机作为一种数字控制电机，可以准确的控制角度和距离应用非常广泛，本实验利用SPCE061A单片机通过自己编写程序实现步进电机的控制使我们加深对步进电机的了解，同时学会使用步进电机的驱动芯片WZM-2H042M。
另外要求我们掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路，以及熟悉步进电机的工作特性。
二、实验内容根据步进电机驱动电路，使用单片机驱动步进电机，控制步进电机正转、反转操作。
三、实验要求按实验内容编写程序，并在实验仪上调试和验证。
四、实验说明1．步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。
若每旋转一圈以20个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进18度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。
2．步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁。
图为步进电动机的控制等效电路，适应控制A、B、/A、/B的励磁信号，即可控制步进电动机的转动。
每输出一个脉冲信号，步进电动机只走一步。
因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机连续转动。
a．1相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。
消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走18度。
若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。
若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
励磁顺序： A→B→C→D→AA B C DSTEP1 1 0 0 02 0 1 0 03 0 0 1 04 0 0 0 1b．2相励磁法：在每一瞬间会有二个线圈同时导通。
因其转矩大，振动小，故为目前使用最多的励磁方式，每送一励磁信号可走18度。
若以2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。
若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
励磁顺序： AB→BC→CD→DA→ABSTEP A B C D1 1 1 0 02 0 1 1 03 0 0 1 14 1 0 0 1c．1-2相励磁法：为1相与2相轮流交替导通。
步进电机控制实验
步进电机控制实验一、实验目的：了解步进电机工作原理，掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法，熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试水平。
二、实验内容：编写并调试出一个实验程序按下图所示控制步进电机旋转：三、工作原理：步进电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一，例如在机械装置中可以用丝杠把角度变为直线位移，也可以用步进电机带螺旋电位器，调节电压或电流，从而实现对执行机构的控制。
步进电机可以直接接收数字信号，不必进行数模转换，用起来非常方便。
步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点，因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。
步进电机实际上是一个数字/角度转换器，三相步进电机的结构原理如图所示。
从图中可以看出，电机的定子上有六个等分磁极，A、A′、B、B′、C、C ′，相邻的两个磁极之间夹角为60o，相对的两个磁极组成一相（A-A′，B-B′，C-C′），当某一绕组有电流通过时，该绕组相应的两个磁极形成N极和S极，每个磁极上各有五个均匀分布矩形小齿，电机的转子上有40个矩形小齿均匀地分布的圆周上，相邻两个齿之间夹角为9°。
当某一相绕组通电时，对应的磁极就产生磁场，并与转子形成磁路，如果这时定子的小齿和转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子和定子的齿相互对齐。
由此可见，错齿是促使步进电机旋转的原因。
三相步进电机结构示意图例如在三相三拍控制方式中，若A相通电，B、C相都不通电，在磁场作用下使转子齿和A相的定子齿对齐，我们以此作为初始状态。
设与A相磁极中心线对齐的转子的齿为0号齿，由于B相磁极与A相磁极相差120°，不是9°的整数倍（120÷9=40/3），所以此时转子齿没有与B相定子的齿对应，只是第13号小齿靠近B相磁极的中心线，与中心线相差3°，如果此时突然变为B相通电，A、C相不通电，则B相磁极迫使13号转子齿与之对齐，转子就转动3°，这样使电机转了一步。
实验二 步进电机控制实验
实验二步进电机控制实验一、实验目的1、熟悉PLC编程软件的使用。
2、了解运动控制系统的组成结构。
3、掌握步进电机驱动器的使用。
4、掌握步进电机控制的PLC程序的编写。
二、实验设备1、安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN软件）2、立体车库实验系统一台3、PLC编程电缆一根三、实验要求1、通过手动按钮控制X轴的左右移动。
2、通过手动按钮控制Y轴的上下移动。
3、通过手动按钮控制Z轴的伸出与缩回。
四、端口分配及接线图17I2.0 X轴限位218I2.1 Y轴限位119I2.2 Y轴限位220Q0.0 X步进电机脉冲信号输入正端21Q0.1 Y步进电机脉冲信号输入正端22Q0.2 X步进电机方向信号输入正端23Q0.3 Y步进电机方向信号输入正端24Q0.4 X步进电机工作指示灯25Q0.5 Y步进电机工作指示灯26Q0.6 Z轴电机前进27Q0.7 Z轴电机后退2.接线图（西门子）五、实验步骤1、使用STEP 7 MicroWIN编写PLC控制X步进电机、Y步进电机和Z轴电机正反转运行的控制程序。
2、定义控制按钮：“X/取”（I0.3）按钮控制X轴的移动；“Y/放”（I0.4）按钮控制Y轴的移动；“方向”按钮用来切换X轴和Y轴的移动方向；“操作”按钮控制气缸的伸出或缩回，Z轴电机作伸出还是缩回运动根据铲架限位开关的位置来判断和设计程序。
3、PC与PLC按正确方式连接。
4、PLC的工作状态开关放在“STOP”。
5、据实验要求的情况下，按下述要求编写程序，并将程序运行通过。
六、参考程序按照X步进电动机控制要求内容，参考程序如下：。
实验5步进电机控制
实验五PWM配置及步进电机控制一、实验目的1. 了解步进电机驱动原理;2. 了解步进电机的控制原理;3. 熟悉使用PWM控制步进电机的运行。
二、实验主要内容1. DSP的初始化;2. ePWM模块初始化与配置;3. 步进电机的驱动程序。
三、实验基本原理1. 步进电机的驱动：图1 是单极性步进电机驱动的典型电路，图中的方块为驱动开关。
针对SEED-DEC 中直流电机系统的动作要求，步进电机驱动电路设计思路如下：1）电机采用15V直流电源供电;2）4路控制信号由DSP提供，信号为CMOS标准电平，通过排线接入并下拉;3）使用达林顿管TIP31C代替IRL549作为电机驱动开关，基级串接100欧电阻减小MOS管的寄生震荡;4）使用快速二极管IN4007完成保护功能，以免电机换向时烧毁电机;图 1 步进电机驱动电路2. 步进电机的控制一般分为四相四拍与四相八拍两种方式，其中前者称为全步，后者称为半步。
步进电机在这个实验中选择的时M35SP-7N，其步进角为7.5°，是一种单极性步进电机。
它的结构如图2：图 2 步进电机结构四、实验过程和关键程序解读1. 启动CCS，进入CCS的操作环境，并导入stepmotor工程。
2. 加载stepmotor工程，添加xml文件3. 阅读源代码1）初始化系统控制寄存器与要使用的GPIO：2）关中断、初始化PIE、初始化PIE向量表3）关ePWM时钟，配置后打开时钟，并更新中断向量表4）ePWM初始化函数（以EPwm1为例）：EPWM2的其他配置与1相同，不用的在于一些事件产生的动作不同：其产生的pwm波为CMPAABCD线圈按照ACBD的次序导通步进电机接线示意图（2b-A、1b-B、1a-C、2a-D）：则步进电机顺时针旋转4. 按照老师要求修改源代码1）改变步进电机的转速在使用直流电机时，通常是用占空比来调节转速的，但是在步进电机中，是通过改变PWM的频率来调整的，因为在一个PWM周期中，步进电机改变的相位是一样的，所以PWM频率越高，改变相同相位就越快，所以转速也越快，程序中我们只需改变TBPRD的值即可。
工程说明：实验5_28步进电机驱动
实验5_28步进电机驱动
本实验是演示28步进电机实验。
本实验主要演示步进电机的控制原理，28步进电机是5线4相步进电机，常用4线8拍的方式驱动，也就是按照A->AB->B->BC->C->CD->D->DA的顺序给电机通电，使电机可以转动。
1.1 跳线帽情况
/******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽**********/
1.2 接线说明
连接串口屏与F4主控板，步进电机需要使用驱动器ULN2003来提供提供电流，接线使用下面表格的接线方式。
图 1 接线实物
1.3 操作与现象
1.打开实验箱电源。
2.串口屏上按照以下顺序点击进入步进电机控制页面
实验选项->28步进电机->实验1
3.点击启动，电机按照默认的通电顺序给电机通电，使电机可以转动。
4.点击正转和反转，可以控制电机转动方向。
步进电机控制实验
步进电机控制实验一、实验目的1、了解步进电机控制的基本原理。
2、掌握控制步进电机转动的编程方法。
二、实验内容1、按图53连接线路，利用8255输出脉冲序列，开关K0～K6控制步进电机转速，K7控制步进电机转向。
8255 CS接288H～28FH。
PA0～PA3接BA～BD；PC0～PC7接K0～K7。
2、编程：当K0～K6中某一开关为“1”（向上拨）时步进电机启动。
K7向上拨电机正转，向下拨电机反转。
三、实验说明步进电机驱动原理是通过对每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
如图54所示：本实验使用的步进电机用直流＋5V电压，每相电流为0.16A，电机线圈由四相组成：即：φ1（BA）；φ2（BB）；φ3（BC）；φ4（BD）驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序如表。
表中首先向φ1线圈－φ2线圈输入驱动电流，接着φ2－φ3，φ3－φ4，φ4－φ1，又返回到φ1－φ2，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
实验可通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到多种步进速度。
四、实验原理图五、实验流程图六、Asm程序DATA SEGMENTIoport EQU 0dc00h-0280hP55A EQU ioport+288H ;8255 A PORT OUTPUTP55C EQU ioport+28AH ;8255 C PORT INPUTP55CTL EQU ioport+28BH ;8255 COUTRL PORTBUF DB 0MES DB 'K0-K6 ARE SPEED CONTROL',0AH,0DH DB 'K6 IS THE LOWEST SPEED ',0AH,0DHDB 'K0 IS THE HIGHEST SPEED',0AH,0DHDB 'K7 IS THE DIRECTION CONTROL',0AH,0DH,'$' DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATAMOV DS,AXMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,OFFSET MESMOV AH,09INT 21HMOV DX,P55CTLMOV AL,8BHOUT DX,AL ;8255 C INPUT, A OUTPUTMOV BUF,33HOUT1: MOV AL,BUFMOV DX,P55AOUT DX,ALpush dxMOV AH,06hmov dl,0ffhINT 21H ;ANY KEY PRESSEDpop dxJE IN1MOV AH,4CHINT 21HIN1: MOV DX,P55CIN AL,DX ;INPUT SWITCH VALUETEST AL,01HJNZ K0TEST AL,02HJNZ K1TEST AL,04HJNZ K2TEST AL,08HJNZ K3TEST AL,10HJNZ K4TEST AL,20HJNZ K5TEST AL,40HJNZ K6STOP: MOV DX,P55AMOV AL,0FFHJMP OUT1K0: MOV BL,10HSAM: TEST AL,80HJZ ZX0K1: MOV BL,18HJMP SAMK2: MOV BL,20HJMP SAMK3: MOV BL,40HJMP SAMK4: MOV BL,80HJMP SAMK5: MOV BL,0C0HJMP SAMK6: MOV BL,0FFHJMP SAMZX0: CALL DELAYMOV AL,BUFROR AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1NX0: CALL DELAYMOV AL,BUFROL AL,1MOV BUF,ALJMP OUT1DELAY PROC NEARDELAY1: MOV CX,05A4H DELAY2: LOOP DELAY2DEC BLJNZ DELAY1RETDELAY ENDPCODE ENDSEND START七、Cpp程序/******************//* 步进电机 *//******************/#include <stdio.h>#include <conio.h>#include"ApiEx.h"#pragma comment(lib,"ApiEx.lib")void main(){BYTE d ata;int buf = 0x33,d;printf("--------------------EXP27_19_BJDJ---------------------\n");printf("1. 8255 (PA0-PA3) === BJDJ (BA-BD)\n");printf("2. I/O (288-28F) === 8255 (CS)\n");printf("3. 8255 (PC0-PC7) === TPC (K0-K7)\n");printf("4. BJDJ (J5) === (BJDJ)\n");printf("Press any key to begin!\n\n");getch();printf("K0-K6 are speed control \n");printf("K0 is the lowest speed \n");printf("K6 is the highest speed \n");printf("K7 is the direct control \n");printf("press any key to return! \n");if(!Startup()) /*打开设备*/{printf("ERROR: Open Device Error!\n");return;}PortWriteByte(0x28b,0x8b); /*设置8255工作方式,C口输入, A口输出*/ while(!kbhit()){PortReadByte(0x28a,&data);if (data & 1) d = 1200;else if (data & 2) d = 600;else if (data & 4) d = 500;else if (data & 8) d = 300;else if (data & 16) d = 200;else if (data & 32) d = 100;else if (data & 64) d = 50;else d = 0;if (d != 0){Sleep(d);if (data & 128)buf = ((buf&1)<<7)|(buf>>1);elsebuf = ((buf&128)>>7)|(buf<<1);PortWriteByte(0x288,buf);}elsePortWriteByte(0x288,0xff);}Cleanup(); /*关闭设备*/ }八、实验结果k0-k6 ARE SPEED CONTROLk6 IS THE LOWEST SPEEDk0 IS THE HIGHEST SPEEDk7 IS THE DIRECTION CONTROL。
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步进电机驱动与控制实验
在步进电机驱动与控制实验挂箱区完成本实验
一、实验目的
掌握移位指令在控制系统中的应用及编程方法。
二、控制要求
要求对步进电机四个绕组依次实现如下方式的循环通电控制：
单四拍运行：正转A-B-C-D；反转D-C-B-A
双四拍运行：正转AB-BC-CD-DA；反转DC-CB-BA-AD
单双八拍运行：正转A-AB-B-BC-C-CD-D-DA
反转D-DC-C-CB-B-BA-A-AD
三、步进电机的控制面板图：
步进电机刻度盘
四相步进电机驱动与控制面板图
上图中的步进电机刻度盘表示步进电机旋转角度和方向；步进电机指示灯同步跟踪步进电机的A、B、C、D四绕组。
五、程序设计流程图
六、参考梯形图
七、练习题：
1、试编制步进电机单四拍正转10圈，再反转10圈后停止程序。
2、试编制步进电机双四拍正转10圈，再反转10圈后停止程序。
3、试编制步进电机单双八拍正转10圈，再反转10圈后停止程序。
4、试将练习题1和练习题2连接成一个程序。
5、试将练习题1和练习题3连接成一个程序。
6、试将练习题2和练习题3连接成一个程序。
7、试将练习题1、练习题2和练习题3连接成一个程序。